Formatosi in un ambiente familiare legato alla pratica musicale, rivelò un talento precoce. Nel 1850 entrò nel conservatorio di Parigi. Compose alcune opere sinfoniche (va ricordata soprattutto la giovanile Sinfonia in do maggiore.(1855) Nel 1857 vinse il Prix de Rome e si recò in Italia, dove rimase tre anni e compose, tra l'altro, l'opera buffa italianeggiante Don Procopio. Al ritorno a Parigi decise di dedicarsi alla composizione, ma affermarsi nell'ambiente del teatro musicale non gli fu facile. Spesso afflitto da crisi di sfiducia e depressione, ci ha lasciato 7 opere e una musica di scena: gli altri suoi lavori per il teatro sono incompiuti, distrutti o perduti. Delle opere teatrali i primi lavori buffi presentano scarso interesse, mentre I pescatori di perle (1863) rivela accenti più personali. Poco riuscite sono pure le opere successive: La bella fanciulla di Perth (1866) e Djamileh (1871), il cui interesse appare limitato ad alcuni brani. Deliziosi invece i quadretti dei Jeux d'enfants, 12 pezzi per pianoforte a quattro mani (1871) Le musiche di scena per L'Arlesiana di A. Daudet (1872) nella loro straordinaria libertà inventiva sono invece vigorosamente caratterizzate e aderiscono efficacemente al dramma: si preannuncia così nell'incisività degli accenti e nella stessa vicenda, imperniata su un amore fatale, la grandezza di Carmen, che, composta nel 1873-74, segnò veramente una data e una svolta nella storia dell'opèra-comique. La prima, completa rivelazione del suo genio, Carmen, conobbe alla presentazione un grave insuccesso: tre mesi dopo Bizet morì improvvisamente, in circostanze non del tutto chiare (alcuni pensano ad un suicidio), senza quindi poter assistere al trionfo che il suo capolavoro ottenne invece a Vienna poco dopo.