Родился 21 марта 1685 г. в Эйзенахе, где отец занимал должность придворного музыканта. Рано потеряв родителей (Баху не было и десяти лет), мальчик переехал в Ордруф к старшему брату Иоганну Кристофу, у которого и учился музыке.
К 17 годам он играл на скрипке, альте, клавире и органе, пел в хоре. Баха пригласили в Веймар служить музыкантом при дворе. Это приглашение стало началом его карьеры, закончившейся в должности кантора (дирижёр хора, органист и сочинитель духовной музыки) в церкви Святого Фомы в Лейпциге (с 1723 г.).
Творческое наследие Баха огромно. Он создавал произведения во всех известных в то время жанрах, кроме оперы: оратории, кантаты, мессы, мотеты, музыку для органа, скрипки и фортепиано.
В Веймаре, где был прекрасный орган, Бах написал серию органных токкат (из них наиболее знаменита ре-минорная). В Лейпциге ему приходилось на каждой воскресной церковной службе исполнять новую кантату. Таким образом он стал автором 265 кантат (пять годовых циклов). Кроме духовных писал светские кантаты («Кофейная», «Крестьянская» и др.).
Полифонический жанр фуги Бах довёл до совершенства: в его «Хорошо темперированном клавире» (1722—1744 гг.) каждой тональности соответствуют отдельные прелюдия и фуга.
В цикле «Искусство фуги», над которым Бах работал последние десять лет жизни, представлены произведения, развивающие — каждый раз неповторимо — одну и ту же тему.
Вершинами вокально-инструментальной музыки явились композиции «Страсти по Иоанну» (1724 г.), «Страсти по Матфею» (1727 или 1729 г.), а также «Высокая месса си-минор» (1747— 1749 гг.).
Скончался 28 июля 1750 г. в Лейпциге, где жил постоянно с момента переезда туда.
Современники ценили творчество Баха, однако масштаб его дарования был осознан лишь спустя полвека после смерти композитора.