Kalandos élete 1547. szeptember 29-én kezdődött a Madrid közelében fekvő Alcalá de Henares városkában. Elszegényedett kisnemesi család hetedik gyermekeként látta meg a napvilágot, apja vándor felcserként járta az országot, fia a folytonos költözések miatt csak rendszertelen képzésben részesült. Madridban egy humanista iskolához csapódott, majd Itáliába utazott, ott ismerkedett meg a reneszánsz művészetekkel és irodalommal, de egyetemre nem járt. 1570-ben az akkor a spanyol koronához tartozó Nápolyban felcsapott katonának, a lepantói tengeri csatában három lőtt sebet kapott, az egyik örökre lebénította a bal karját. A csatára, amelyben lázas betegen harcolt, haláláig büszkén emlékezett vissza, élete legszebb napjának tartotta.
1575-ben a király parancsát vitte Nápolyból Velencébe, amikor a tengeren berber kalózok fogságába esett. A nála talált levelek miatt fontos személyiségnek hitték, ezért magas váltságdíjat kértek érte. Az algíri rabszolgaságból ötévnyi raboskodás és négy szökési kísérlet után szabadult, családja és a trinitárius rend csak ekkorra tudta összegyűjteni a pénzt.
Hazatérve csalódnia kellett: nem méltányolták sem katonai érdemeit, sem a rabszolgaság alatti szenvedéseit. Komédiákat és egy bukolikus pásztorregényt írt (La Galatea), de műveiből nem tudott megélni, azért adóbehajtói és könyvelői állást vállalt, de pontatlan elszámolásai miatt kétszer börtönbe került, bankja csődbe ment. 1584-ben elvett egy módos, fiatal parasztlányt, akit hat év után elhagyott. Egyetlen lánya korábban, egy férjes asszonnyal folytatott viszonyából született. Élete végén jutott csak viszonylagos anyagi biztonságba, az akkor már ismert írót 1610-ben pártfogásába vette egy herceg, aki kegydíjat folyósított neki.
Főműve, Az elmés nemes Don Quijote de La Mancha első részét 1605-ben, a másodikat 1615-re fejezte be. Az első modern regény páratlan sikert aratott, a "búsképű lovag" története haláláig tizenhat kiadást ért meg. Művével megteremtette a realista regény évszázadokra érvényes formáját. A két főszereplő: Don Quijote, a temérdek lovagregény olvasásától meghibbant, vidéki hidalgó és fegyverhordozója, Sancho Panza, azóta egyetemes szimbólummá növekedett. Kettejük gyakran mulatságos, de mélyen szimbolikus értelmű kalandjai során kirajzolódik a korabeli Spanyolország képe. A lovagregényeket és pikareszkeket fricskázó alkotás hatása felmérhetetlen, az irodalmon kívül a filmművészetben, a zenében és a képzőművészetben számtalan feldolgozása született a témának.
Cervantes Madridban halt meg, egyes források szerint 1616. április 23-án - évről évre ezen a napon is emlékeznek meg haláláról -, ugyanaznap, mint William Shakespeare. Az egybeesés miatt avatta az UNESCO április 23-át nemzetközi könyvnappá és a szerzői jogok napjává. Valójában Cervantes már az előző nap elhunyt, és másnap temették el, a Bárd halála pedig másik napra esik: a spanyolok ugyanis addigra már a Gergely-naptárt használták, a protestáns angolok azonban még ragaszkodtak a Julián-naptárhoz; Shakespeare a Gergely-naptár szerint május 3-ra virradóra halt meg. Április 23. más neves szerzőkhöz is kapcsolódik, ezen a napon született a francia Maurice Druon, a Nobel-díjas izlandi Halldór Laxness és az orosz-amerikai Vladimir Nabokov, a Lolita írója is.
Cervantest a trinitáriusok kolostorának templomában temették el, a sírt a templom 1673. évi átalakításakor áthelyezték. Pontos helyét csak két éve találta meg egy régészekből, antropológusokból álló kutatócsoport, amely a kápolna alatt felfedezett kripta egyik falfülkéjében egy M. C. monogramos fakoporsó töredékeire és csontokra bukkant. A szakértők - jóllehet DNS-vizsgálatra nincs lehetőség - biztosak abban, hogy Cervantes maradványait lelték meg, tavaly katonai tiszteletadás mellett avatták fel az író síremlékét.
Spanyolországban több évtizede hagyomány, hogy az író halálának évfordulóján, április 22-23-án megszakítás nélkül olvasnak fel a Don Quijotéból. Április 23-án adják át a spanyol nyelvű irodalom legrangosabb elismerését, a Cervantes-díjat is.