Han fødtes i en slægt af musikere. Hans far, Johann Ambrosius Bach, havde stillingen som bymusiker i Eisenach med violin som hovedinstrument. Begge forældre døde, da han var en ti år, og han voksede op hos sin storebror Johann Christoph, som var organist i Ohrdruf. Bach studerede musik og gik i gymnasiet. I 1699 rejste han fra broderen og hans familie i Ohrdruf og rejste til Lüneburg, hvor han fik friplads i Michaelikirkens skole. Fra Lüneburg rejste Bach ofte til Hamburg for at høre orgelmestrene Johann Adam Reincken og Vincent Lübeck.  Efter eksamen i 1703 fik den nu 18-årige ansættelse som violinist hos  hertugen i Weimar. Han fik senere embede som organist i St. Bonifaces kirke i Arnstadt. Under sit ophold her blev han opmærksom på italiensk kammermusik og skrev nogle af sine første kantater. I 1705 fik han fire ugers orlov for at drage til Lübeck og høre Dietrich Buxtehudes suveræne orgelspil. Ifølge myterne ønskede både Bach og Georg Friedrich Händel at blive assistent hos Buxtehude, men ingen af dem ville gifte sig med dennes datter, en betingelse for at få stillingen. Under alle omstændigheder vendte Bach først tilbage til Arnstedt fire måneder senere. Det gav konflikt med arbejdsgiveren. I 1707 fik han ansættelse ved Blasiuskirken i Mühlhausen. Bystyret støttede hans forslag om en bekostelig reperation af orgelet i kirken, og som hyldest skrev Bach  kantate, Gott ist mein König, BWV 71. Han blev dog kun et år, fordi han foretrak en højere lønnet stilling og, hvad der angiveligt var afgørende for hans beslutning, ledelsen af et professionelt kammerorkester. I Mühlhausen giftede han sig med Maria Barbara Bach (1684–1720). De fik syv børn; de tre døde før voksenalderen. To blev musikere og komponister: (Wilhelm Friedemann Bach (22. november 1710 – 1. juli 1784) og Carl Philipp Emanuel Bach (8. marts 1714 – 14. december 1788).  Tiden i Weimar og Köthen 1708–17 var Bach organist og kammermusiker hos hertugen i Weimar. Her komponerede han de fleste af sine orgelværker, og han fik stor anseelse som orgelekspert og virtuos, ikke mindst på grund af sine fugaer. Han måtte forlade stillingen i Weimar efter en konflikt med bystyret; den udløste blandt andet en måned i varetægtsarrest, inden han forlod embedet i 1717. Kort efter fik han tilbudt stillingen som kapelmester i Köthen (Anhalt). Bach blev i Köthen i fem år, og herfra stammer en alsidig produktion af verdslig instrumentalmusik. . Det var også her, han skrev de  populære Brandenburgerkoncerter, alle violinkoncerterne,  flere orkestersuiter og en stor del af hans klavermusik. 1. samling af hans største samling af fugaer Das Wohltemperierte Klavier blev færdiggjort i 1722. Hans hustru døde efter svær sygdom i 1720, mens Bach var bortrejst. Han giftede sig året efter med Anna Magdalena Wilcken. Hun var datter af en trompetist og skulle blive en stor hjælp for ham i hans arbejde bl.a. ved at renskrive noder. Hun fødte 13 børn. De fem overlevede faderen. To af dem blev musikere og komponister:  Johann Christoph Friedrich Bach (21. juni 1732 – 26. januar 1795) og Johann Christian Bach (5. september 1735 – 1. januar 1782).  Organist i Leipzig I 1723 blev Bach ansat som leder af skolen og organist ved Thomaskirken i Leipzig efter Johann Kuhnau, selv om han ikke var bystyrets førstevalg: Telemann havde afslået den prestigefyldte stilling i Sachsens førende merkantilistiske by. Bach måtte endda indgå en række kompromiser: bystyret kontrollerede hans arbejde som lærer, og der var en løbende konflikt om hans aflønning. Bach blev alligevel i stillingen i Leipzig til sin død.  Eftermæle Bach indtager en særstatus blandt barokkens komponister. Han er kontrapunktens store mester med et usædvanligt internationalt udsyn. Bachs betydning for musikken er sammenlignet med William Shakespeares betydning for litteraturen og Isaac Newtons for fysikken.