Gazdag és befolyásos brahman családban született 1861. május 7-én Kalkuttában. Nagyapja egyik alapítója, apja, Debendranath Tagore pedig vezetője volt a nyugati és indiai vallásrendszerek összehangolására törekvő Bráhmo Szamádzs vallási és társadalmi reformtársaságnak. Családjuk életét, a gyerekek neveltetését is e kettősség jellemezte, naponta olvasták a régi szanszkrit vallásfilozófiai műveket, az Upanisadokat, de a Bibliát is jól ismerték. Ez a szellemi sokszínűség nagy hatással volt Tagore későbbi művészi munkásságára is. Első verseit nyolcéves korában írta, 17 évesen pedig megjelent versgyűjteménye, amelyet barátai állítottak össze meglepetésként.

Iskoláit több helyen végezte, a Bengáli Főiskolán történelmet és művészeteket tanult, majd Londonban jogot hallgatott, de mivel nem bírta a számára zord éghajlatot, visszatért hazájába. Ekkor írta meg első, mitológiai témájú zenedrámáit, az európai és az indiai tradicionális zene ötvözeteit. 1883-ban megnősült, feleségétől két fia és három lánya született. 1890-ben Kelet-Bengáliába (a mai Bangladesbe) utazott, ahol néprajzi gyűjtéssel foglalkozott, majd a családi birtokokat igazgatta, s megismerkedett az ott dolgozó parasztok nyomorúságos mindennapi életével, szokásaival, nyelvével.

Az 1893 és 1900 közötti időszak művészi pályájának legtermékenyebb korszaka. Versei, a misztikus-szimbolikus líra páratlan zeneiségű remekei több kötetben is megjelentek, köztük legismertebb a Szónár tari (Aranyladik), Csitrá (Tarka), Csaitáli (Kései aratás), Ksaniká (Pillanatok). Elbeszéléseiben a parasztok sorsával, a nők helyzetével foglalkozott, és ő volt az első az indiai irodalomban, akinek prózai műveiben a szereplők cselekedeteinek pszichológiai magyarázata is megjelent.

1901-ben birtokán létrehozta a Visva-Bharat iskolát, ahol az indiai és a nyugati oktatási elvek ötvözésén munkálkodott. Az iskola 1921-től egyetemként működik, jelenleg az író emlékét megörökítő múzeum is található benne.

Az 1900-as évek elején családjában több tragédia is történt, menedékként a politikai életbe vetette magát. Kapcsolatba került Gandhival is, mivel azonban Tagore csak az erkölcsi-szellemi függetlenséget kívánta elérni, egy idő után a háttérbe szorult.

1912-ben ismét Angliába utazott, ahol lefordította angol nyelvre a három évvel azelőtt írott Gítándzsali (Áldozati énekek) című versciklusát. Az isteni és az emberi szeretetről, annak megnyilvánulásáról szóló művet prózába ültette át, emiatt sokat veszített szépségéből, de még így is nagy sikert aratott. Yeats és Ezra Pound is lelkesen nyilatkozott róla, és 1913-ban megkapta érte az irodalmi Nobel-díjat. (A művet magyarul Szentirmay Gizella tolmácsolásában olvashatjuk.) 1915-ben V. György brit király lovagi címmel tüntette ki, erről azonban a költő az 1919. évi amritszári tüntetés vérbe fojtása miatt lemondott.

Számos külföldi meghívást kapott, 1916 és 1934 között járt Japánban, Kínában, Jáva szigetén, Iránban, a Szovjetunióban, az Egyesült Államokban. Magyarországra 1926-ban szívbetegségét gyógyíttatni jött, a balatonfüredi szanatóriumban töltött hosszabb időt, a városban hangulatos sétány őrzi a nevét.

Az írás és a zeneszerzés (több verséhez is maga komponált zenét) mellett hetvenéves korában a festészet mesterfogásait is elsajátította, halála után számos festménye és tusrajza került elő. Élete utolsó éveit visszavonultan töltötte, több írásában is felemelte szavát a háború és a fasizmus embertelensége ellen. Kalkuttai otthonában halt meg 1941. augusztus 7-én. Hatalmas életművet hagyott hátra, mintegy 50 verseskötetet, 19 regényt, 40 drámát, több száz elbeszélést, kétezer dalt.

Egyik verse, a Dzsana-gana-mana, amelynek zenéjét is ő szerezte, India himnusza lett, amelyet a függetlenné válás után, 1950-ben fogadtak el hivatalosan. Amar Szonar Bangla, azaz Arany Bengáliám című verse nyomán pedig a bangladesi himnusz született meg, ezt az ország függetlenné válása után, 1971-ben fogadták el.