1881. március 25-én született Nagyszentmiklóson (ma Sannicolau Mare, Románia) zeneszerető családban: több hangszeren is játszó iskolaigazgató apja a helyi műkedvelő zeneegylet elnöke volt. Ötévesen tanítónő anyjától kezdett zongorázni tanulni, kilencévesen már komponált, szerzeményeit két év múlva nyilvános koncerten adta elő. Zenei tanulmányait 1894-ben Pozsonyban kezdte meg, 1899-től a budapesti Zeneakadémia növendéke volt. Zongoristaként tűnt fel, komponálni csak huszonegy évesen kezdett újra. Ebben az időben ismerkedett meg Geyer Stefivel, - az ifjú hegedűművésznő iránt táplált reménytelen szerelme döntő szerepet játszott zeneszerzői stílusának kialakulásában.

Tanulmányai befejezése után a magyar népzene felé fordult, Kodály Zoltánnal itthon és a szomszédos országokban több ezer népdalt gyűjtöttek össze, a népi dallam- és ritmusvilág műveik részévé vált. (Bartók később, 1913-ban algériai útján arab zenét gyűjtött, a harmincas évek közepén pedig Törökországban is járt gyűjtőúton.) 1907-ben a Zeneakadémia zongora tanszékének tanára lett, s feleségül vette Ziegler Mártát.

Zenéjét kezdetben heves elutasítás fogadta disszonáns hangja, válsághangulata és paraszti színei miatt. 1911-ben írott egyetlen operáját, A kékszakállú herceg várát elutasították, ezért 1912-ben visszavonult a zenei közélettől. 1917-ben aztán nagy sikerrel mutatták be a szintén Balázs Béla szövegkönyvére komponált A fából faragott királyfi című táncjátékát (a zenekari szvit 1931-ben született), egy évvel később A kékszakállú herceg várát. Bartók harmadik színpadi művének, A csodálatos mandarinnak 1926-os kölni premierje botrányba torkollott, az 1945-ös hazai bemutatót pedig a zeneszerző már nem érte meg.

Bartók a Tanácsköztársaság alatt tagja volt a zenei direktóriumnak, ezért 1920 után a jobboldali sajtó hevesen támadta, szlovák és román népdalgyűjtése miatt pedig hazafiatlansággal is megvádolták. 1923-ban újra megnősült, tanítványát, Pásztory Dittát vette el. Ugyanebben az évben írta Táncszvit című művét a főváros egyesítésének jubileumi ünnepségére. Külföldön egyre nőtt hírneve előadóként és zeneszerzőként is, de idehaza egyfajta belső emigrációban élt. A fasizmus fenyegető árnyékában 1930 és 1936 között itthon nem játszotta saját műveit, a náci hatalomátvétel után nem lépett fel többé Németországban, végül 1940-ben a fasizmus elől Amerikába emigrált.

A Columbia Egyetemen folytatta népzenei kutatásait, de utolsó éveiben a leukémia a tanításban és koncertezésben is akadályozta. Utolsó nyilvános koncertjét 1943 januárjában adta New Yorkban. Élete végén írott nagy műve a honvágyát és minden keservét zenébe öntő vallomás, a Concerto, illetve a Yehudi Menuhin számára komponált Hegedű szólószonáta. Brácsaversenye és feleségének ajánlott 3. zongoraversenye torzóban maradt, ezeket Serly Tibor fejezte be.

Bartók Béla 1945. szeptember 26-án halt meg New Yorkban, hazahozott hamvait 1988. július 7-én Budapesten helyezték végső nyugalomra. 1935-ben lett a Magyar Tudományos Akadémia levelező, 1945-ben rendes tagja, 1948-ban az elsők között kapta meg - posztumusz - a Kossuth-díjat.

A minden műfajban alkotó Bartók dinamikus és változatos stílusát élénk ritmus, a diatonikus és kromatikus elemek együttélése jellemzi. Mesterműve a román népballadára írt Cantata Profana kórusmű, a Zene húros hangszerekre, ütőkre és cselesztára, a Divertimento, a Kontrasztok (melyet a dzsesszklarinétos Benny Goodmannek és Szigeti József hegedűművésznek írt), az Allegro barbaro című zongoradarab, valamint hat vonósnégyese. Kutatói eredményei is korszakosak, számos népdalgyűjteményt állított össze. Gyermekeknek és Mikrokozmosz című kötetei a zongorapedagógia alapművei, rengeteg cikket írt a kortárs muzsikáról és a népzenéről. Zeneszerzőként, népzenekutatóként, zongoraművészként és tanárként egyaránt maradandót alkotott. Művészi nagysága ellenére szerény maradt, kora egyik legnagyobb humanistája volt.

Bartók Béla nevét számos intézmény viseli, mások mellett 1987 óta a komolyzenét sugárzó közszolgálati rádiócsatorna és a Müpa Nemzeti Hangversenyterme. Emlékét őrzi többek között a Bartók Béla Nemzetközi Kórusverseny, a miskolci Bartók Plusz Operafesztivál, a Szombathelyi Nemzetközi Bartók Fesztivál és Szeminárium. Minden évben születésnapján adják át a Bartók Béla-Pásztory Ditta díjat, utolsó budapesti lakhelyén, a II. kerületi Csalán utcában emlékháza működik. 2015-ben két új Bartók-lemez is megjelent: az egyiken parasztzenei környezetben hallható összes férfikari műve, a másik valamennyi - gyermek-, női, férfi és vegyes karra írt - kórusművét tartalmazza. Ugyancsak 2015-ben jelent meg átfogó életrajza David Cooper ír tudós tollából, az Amerikában és Nagy-Britanniában is kiadott könyv felveti annak lehetőségét, hogy Bartók az Asperger-szindróma egyes tüneteit mutatta.

Az idei Bartók-évforduló alkalmából több esemény tiszteleg a komponista előtt. Az Új Magyar Zenei Fórum (ÚMZF) pályázatára a Bartók művészete vagy személyisége ihlette zeneműveket vártak, a döntő gálakoncertjeit október elején rendezik meg. Nagyszentmiklósi szülőhelyén szeptember elején avatták fel szobrát, Aurel Gheorghe Ardeleanu temesvári szobrászművész alkotását.