Születésének pontos dátumáról máig vitatkoznak. A legtöbb forrás szerint 1899. december 25-én látta meg a napvilágot, ezt vésték sírjára is, és az őt foglalkoztató stúdió így népszerűsítette: "egy ember, aki karácsonykor született, nem lehet olyan rossz, mint amilyennek a vásznon látszik". Ő maga azt terjesztette, hogy 1900 végén született, más források szerint pedig a helyes dátum 1899. január 23.

Sikeres sebészorvos apja nyomdokait követve a Yale Egyetem orvosi fakultására készült, előbb azonban le kellett töltenie katonai szolgálatát. A haditengerészetnél "szerezte" jellegzetes mosolyát: dulakodás közben arcul ütötték, és a felső ajkán maradt forradás miatt csak az alsó ajka tudott mosolyra húzódni. Leszerelése után több szakmában is kipróbálta magát, 1920-ban lépett először színpadra. A kamera elé 1928-ban állt először, két évvel később a Felfelé a folyón című filmben már főszerepet osztottak rá. A Warner Stúdió heti 550 dolláros fizetéssel gengszterszerepekre szerződtette, ironikus visszaemlékezése szerint "első 34 filmemben 12 alkalommal gyilkoltak meg, 12 alkalommal végeztek ki, 9 alkalommal szöktem meg a börtönből, több jelenetet játszottam a földön, haldokolva, mint a lábamon állva."

A férfias megjelenésű, hideg tekintetű színész számára a negyvenes évek hozták meg az áttörést: bár a Magas Sierra című filmben ismét gengsztert játszott, ezúttal sikerült a közönség rokonszenvét elnyernie. "Bogie" (becenevét színészkollégájától, Spencer Tracytől kapta) 1941-ben A máltai sólyommal lett igazi sztár, a Hosszú álom és a Gyanúba keveredve című alkotásokban is magánnyomozót alakított. Ezekben a filmekben mindig akadt egy csinos nő, aki beleszeretett az ellenállhatatlan mosolyú főhősbe, vagy éppen akadályokat próbált gördíteni az összekuszált szálak kibogozása elé.

A színész az 1942-es Casablancával írta be végleg a nevét a filmtörténetbe. A Kertész Mihály által rendezett fekete-fehér háborús románc mindent felvonultatott: melodrámát, félelmet, romantikus szerelmet, háborút, vígjátéki elemeket és zenét. A Casablancát ma is minden idők legjobb filmjei között emlegetik, megválasztották a legjobb szerelmi történetnek. Vezeti a filmes szállóigék és a legemlékezetesebb csókok listáját, azon kevés alkotás egyike, amelyet más filmesek is idéznek (a többi közt Woody Allen a Játszd újra, Sam! című alkotásában), és amelyben két magyar színész is játszott. A legenda szerint a férfi főszerepre Ronald Reagan későbbi amerikai elnök is jelölt volt, Ingrid Bergman pedig először nemet mondott, a forgatáson pedig arra is ügyelni kellett, hogy ne látszódjék, a színésznő magasabb partnerénél. A két főszereplő a való életben nem szívlelte egymást, a vásznon azonban tökéletes párost alkottak, olyannyira, hogy Bogart soros felesége is féltékeny lett. A Casablancát nyolc kategóriában jelölték az Oscar-díjra, és a legjobb film, rendezés és forgatókönyv díját meg is kapta, Bogart azonban üres kézzel távozott.

Ezt követően Korda Zoltánnal forgatott háborús filmet (Szahara), majd a Hemingway műve nyomán készült Szegények és gazdagokban (más címen Martinique) a nála huszonöt évvel fiatalabb Lauren Bacall volt a partnere, akit nem sokkal később feleségül is vett. A korábban nőcsábász és az alkoholt sem megvető Bogart magánélete negyedik felesége oldalán rendeződött, sőt, közel az ötvenhez, apa is lett.

Még a negyvenes években készült A Sierra Madre kincse, a Key Largo (ebben ismét feleségével játszott együtt). 1952-ben mutatták be az Afrika királynőjét, az első világháború kitörése idején játszódó filmben nyújtott alakításáért megkapta a legjobb férfi főszereplőnek járó Oscar-díjat. A Sirokkóban kalandor volt, pszichopata tengerészkapitány a Herman Wouk regényéből készült Zendülés a Caine hadihajón című filmben, amelyért harmadszor jelölték Oscarra. Billy Wilder irányításával, a felejthetetlen Audrey Hepburnnel forgatta a Sabrina című romantikus vígjátékot, eljátszotta a Reménytelen órák gonosztevőjét. Utolsó filmjében (Annál súlyosabb a bukásuk) sportújságírót alakított, hangját halála után Paul Frees, a film egy másik szereplője szinkronizálta. Pályafutása mintegy 80 film után tragikusan szakadt félbe: a láncdohányos színésznél gégerákot állapítottak meg, és bár többször megműtötték, életét nem tudták megmenteni. Alig 57 évesen, 36 kilóra soványodva halt meg 1957. január 14-én Los Angelesben.

Bogart egész életét színészi pályafutásának rendelte alá. Kiváló sakkjátékosként is ismert volt, legszívesebben Bach és Debussy műveit hallgatta. A forgatásról soha nem késett, szerepeit mindig megtanulta, a közönség teljes kiszolgálására törekedett. Gúnyosnak vagy cinikusnak mondott mosolya, szigorú, mégis szomorú tekintete, az állandóan szája sarkában fityegő "mezítlábas" cigaretta, elegáns testtartása, elmaradhatatlan ballonkabátja és kalapja egy korszak ideáljává tette. 1997-ben bélyeget adtak ki tiszteletére, 1999-ben az Amerikai Filmintézet minden idők legjobb amerikai színészének nevezte, és posztumusz csillagot kapott a Hírességek sétányán. 2006-ban New Yorkban utcát neveztek el róla.