Nació en París, en hogar profundamente religioso, último de doce hermanos. De naturaleza reflexiva y recogida, estudió en el colegio de la Marche y cursó Teología en la Sorbona. Ingresó como novicio en la congregación del Oratorio en 1660 y cuatro años después recibió las órdenes sagradas. De acuerdo con los principios del Oratorio, donde la intensa vida religiosa no impedía el más profundo respeto a las vocaciones y aptitudes específicas, ni la noble pasión por la cultura más elevada, obtuvo mayor libertad en la selección de temas de estudio y decidió dedicarse a la historia, la patrística y las lenguas orientales.
Sin embargo, no destacó en ello ni tampoco en sus primeros trabajos sobre San Agustín y la exégesis de los textos sagrados. Adquirió conciencia de su auténtica vocación por medio de la lectura del Tratado del Mundo de Descartes, que lo indujo a estudiar toda la obra cartesiana y, posteriormente a la luz de la nueva filosofía profundizar sus conocimientos en matemática, física y fisiología.
El periodo de asimilación de los nuevos conocimientos finalizó en 1674 con la publicación de su obra Investigaciones de la verdad. El ritmo intenso de las ediciones lo movió a más profundas reflexiones y, en 1676 publicó Conversaciones cristianas ; en 1680, Tratado sobre la naturaleza y la gracia ; en 1683 Tratado de moral y Meditaciones cristianas y metafísicas ; y en 1690 Tratado del amor de Dios. La exposición de su pensamiento provocó revuelos y aunque interiormente repudiaba las controversias, hubo de polemizar con Arnault (sobre la cuestión de la gracia y la naturaleza de las ideas), con Bossuet (respecto de la concepción de la Providencia y la gracia), con Leibniz (en cuanto a las leyes del movimiento), con Fenelón (acerca de la doctrina quietista del amor puro), con los jesuitas (sobre el debatido asunto de los ritos chinos) y con el padre Valois respecto de la Eucaristía. "Sin embargo, el ambiente de las controversias y discusiones no era el suyo...Su espíritu profundamente reflexivo evitaba cualquier coloquio, a excepción del sostenido con la verdad...", dice el profesor Romeo Crippa. Malebranche falleció en París.