Estuda no Conservatório de Paris, sob a direção do compositor Jacques Halévy. Consegue o Prêmio Offenbach como melhor solista de piano e órgão e, em 1857, sua cantata Clovis et Clotilde recebe o Prêmio de Roma. Nesse mesmo ano estréia em Paris a opereta Le Docteur Miracle, também premiada.
Passa três anos na Itália e retorna à França decidido a dar uma nova forma à ópera. Para isso, cria peças em ambientes exóticos, românticos e com linguagem musical em harmonia com o sentimento dramático que as permeia.
Sua visão é incompreendida pelo público e pela crítica e, com a estréia de Os Pescadores de Pérolas (1865), começa para o compositor um período de fracassos que lhe causa profunda depressão. No dia 3 de março de 1875 estréia o drama em quatro atos Carmen na Ópera Cômica de Paris, que é recebido com indiferença.
A decepção com mais um insucesso provoca-lhe uma crise cardíaca fatal. Seis meses após sua morte, Carmen é aclamada pela crítica e até hoje é uma das obras líricas preferidas do público. A suíte L'Arlesienne- originalmente trilha sonora para uma peça teatral - torna-se também imensamente popular.