Egy zenekedvelő fodrász és zongoratanárnő fia volt, kottát előbb tudott olvasni, mint betűt. Példátlanul korán, kilencévesen iratkozott be a konzervatóriumba, ahol fél év múlva már megnyerte a szolfézsversenyt. Tanárai közül a korban népszerű operaszerző, Halévy gyakorolta rá a legnagyobb hatást - olyannyira, hogy később lányát vette feleségül. Zongoristaként is tehetséges volt, tizenhét évesen megírta első szimfóniáját. 1857-ben hároméves tanulmányutat nyert Rómába, rövid életében ez volt az egyetlen hosszabb időszak, amit Párizson kívül töltött. Az "örök városban" nem sokat alkotott, csak négy műve maradt fenn, a Don Procopio című operát 1906-ban mutatták be.

Hazatérve elutasította a konzervatórium tanári ajánlatát, hogy teljesen a komponálásnak szentelhesse magát. Operái azonban - Gyöngyhalászok, A szép perth-i lány - különösebb visszhangot nem keltettek, a második alig 18 előadást élt meg. A csalódott Bizet apja Párizs határában fekvő kis birtokára vonult vissza, itt barátkozott össze (szigorúan plátói alapon) szomszédasszonyával, Céleste Mogadorral, aki mögött küzdelmes múlt állt: volt színésznő, író, kurtizán, táncosnő, cirkuszi lovarnő - sokan őt tekintik Carmen mintaképének.

Bizet ekkor még monumentális, soha be nem mutatott és be sem fejezett, Rettegett Ivánról szóló operáján dolgozott. A konzervatív közönség zenekari darabjait kedvezően fogadta, de operái sorra megbuktak, így járt a Djamila és a Daudet Arles-i lányához írt kísérőzenéje is - utóbbi aztán szvitté átdolgozva már sikert aratott.

Utolsó évei keserűségben teltek, a szakmai kudarcokat magánéletiek tetézték: házassága boldogtalannak bizonyult, meg kellett élnie a francia vereséget 1870-ben a poroszok ellen, végül egészsége is megromlott. Annyi ereje még volt, hogy megírja és elérje a Carmen bemutatását: a nyers szövegkönyv, a szexuális vágy, a laza erkölcsök és a brutális gyilkosság kendőzetlen ábrázolása ellen még az énekesek is tiltakoztak. Az 1875. március 3-i bemutatón műve kis híján megbukott: a közönség "nagyon igaznak és nagyon visszataszítónak" találta. A komponistával három hónappal később, 1875. június 3-án, 36 évesen végzett ízületi bántalmakból eredő szívbaja.

A Carmen az egyetlen igazi, nagy naturalista opera, amely tisztességes zenei siker lett. Párizsban ugyan egy év után lekerült a műsorról, de a német nyelvű bécsi bemutató még abban az évben hatalmas sikert aratott. Budapesten már 1876-ban színre vitték, de Párizsban újra csak 1883-ban - immár világsikerként - csendült fel a torreádordal. A Carmen az idők során számtalan feldolgozást élt meg a filmvásznon is, az 1954-ben készült Carmen Jones például a cselekményt a második világháború idejére, amerikai feketék közé helyezte át - a főszereplő Dorothy Dandridge lett az első afroamerikai színésznő, akit Oscar-díjra jelöltek.