1858. december 22-én született a toscanai Luccában. Dédapja zenekarában Paganini, "az ördög hegedűse" volt az elsőhegedűs, nagyapja operákat írt. Zeneiskolai igazgató és orgonaművész apját korán elvesztette, zenei tanítását így szigorú nagybátyja, majd apja egykori tanára irányította. A fiatal Puccini azzal keresett pénzt, hogy táncmulatságokon zongorázott és templomokban orgonált, szegénysége miatt királyi ösztöndíjasként került a milánói konzervatóriumba. Tizennyolc évesen három órán át gyalogolt Luccából Pisába, hogy megnézhesse Verdi Aida című operáját (jegyre sem volt pénze, ezért a színházba bekönyörögte magát), s az előadást látva határozta el, hogy ő is operákat fog komponálni.

A konzervatóriumot három helyett két év alatt végezte el, ekkor kötött barátságot Mascagnival és Leoncavallóval. Tanára volt a zeneszerző Ponchielli, aki beajánlotta a zenekiadókhoz és megismertette a librettista Ferdinando Fontanával. Az ő szövegkönyvére írta első operáját (Le Villi, Lidércek), amelyet beküldött egy pályázatra, de elutasították. Az átdolgozott változat már sikeresnek bizonyult, Puccinit újabb operára kapott felkérést.

Az Edgar azonban csak lassan készült, komponálás közben elvesztette édesanyját, egy férjes asszonnyal folytatott viszonya miatt botrányba keveredett és pénzügyi nehézségei támadtak, nem csoda, ha műve langyos fogadtatásban részesült. Puccini az opera egy részletét később a Toscában használta fel, temetésén az Edgar rekviemjét játszotta a zenekar, Toscanini vezényletével.

Az igazi áttörést 1893-ban a Prévost abbé regénye nyomán készült Manon Lescaut hozta meg, ebben már Giuseppe Giacosa és Luigi Illica librettistákkal dolgozott, akik később a Bohémélet, a Tosca és a Pillangóasszony szövegkönyvét is jegyezték. A siker végre gazdag emberré tette, a jogdíjakból villát vásárolt és feleségül vette szerelmét.

Puccini művészetére elsősorban a késői Verdi és Wagner mellett a francia opera hatott; késői művei Richard Strauss és Debussy nyomát is magukon viselik. Jellemző a recitativókat felváltó bel canto, a kiváló dramaturgiai érzék (operáinak látványos nagyjelenetei miatt - Cavaradossi sikoltásai a Toscában, a véres kártyajátszma A nyugat lányában - a maga korában igaztalan támadásoknak volt kitéve), az érzelmi gazdagság, a bravúrosan gazdag hangszerelés, az áradó melodika.

Témáit a mindennapi életből vette, főszereplője sokszor a saját zenei témával rendelkező, mélyen érző "szenvedő asszony" (Manon, Mimi, Madame Butterfly, Liu). A Tosca vádirat a rendőrállam ellen, a Pillangóasszony - amelyet a magyar színpadokon az ezredfordulóig Pillangókisasszony címen játszottak - a gyarmatosítás és a faji megkülönböztetés ellen emel szót, a Turandot középpontjában a női egyenjogúság áll.

Érett operái közül 1896-ban került először színre a hétköznapi témát feldolgozó Bohémélet, majd 1900-ban a Tosca. Érdekesség, hogy a Pillangóasszony első, két felvonásos változata 1904-ben az operairodalom egyik legnagyobb bukásának bizonyult, de a két hét alatt átdolgozott, három felvonásos verzió egyik legtöbbet játszott műve lett. A Nyugat lánya az egyetlen Puccini-mű, amelyet a New York-i Metropolitanben mutattak be, a premieren Arturo Toscanini vezénylete mellett a nagy olasz tenor, Caruso énekelt.

Az egyszerre több betegséggel, cukorbajjal és a dohányzás miatt torokfájdalommal küszködő Puccini 1918-ban készült el Triptichonjával, három egyfelvonásos operájával (A köpeny, Angelica nővér, Gianni Schicchi). Gyengülő fizikai állapota ellenére szinte élete végéig megtartotta azt a szokását, hogy ahol lehetett, jelen volt operái bemutatóján, s figyelemmel követte azok sorsát. Utolsó, legnagyobb szabású operája a távol-keleti témájú Turandot, ezt már vázlatai alapján Franco Alfano fejezte be.

Puccini 1924. november 29-én halt meg Brüsszelben, ahol gégerákját kezelték. A Turandot 1926 áprilisi bemutatóján a milánói Scalában a karmester Toscanini a komponista által leírt utolsó ütemnél félbeszakította az előadást, a teljes mű csak a második estén hangzott el.

Puccinit szerette az autókat és autó-kiállításokat (a századfordulón Lucca környékén csak neki volt kocsija), a motorcsónakokat, s mindkét járművel imádott száguldozni. Elbűvölte a modern technika: kertjébe esőztető berendezést szereltetett, hogy a mesterséges eső alatt esernyővel sétálgathasson, áriáit olyan hosszúra komponálta, hogy éppen ráférjenek az akkor használt hanglemezekre, s az első olasz rádióamatőrök egyike is volt.

Luccai szülőházát múzeummá alakították át, itt látható Steinway zongorája, utolsó szimfonikus szerzeményének (Sinfonico Capriccio) kézirata és több levele. Több alkalommal járt Budapesten, amelyet így jellemzett: gyenge cigaretta, erős bor, megértő barátok, elragadó nők. Portrészobrát 2013 decemberében avatták fel a Magyar Állami Operaházban.