Antonio Machado nació el 26 de julio de 1875 en Sevilla. Fue el segundo de cinco hermanos de una familia liberal; el mayor,Manuel, trabajó junto a Antonio en varias obras. Su padre, Antonio Machado Álvarez "Demófilo", amigo de Joaquín Costa y de Francisco Giner de los Ríos, publicó numerosos estudios sobre el folclore andaluz y gallego. Su madre, Ana Ruiz. Su abuelo, Antonio Machado Núñez, era médico y profesor de Ciencias Naturales.

En 1883, su abuelo fue nombrado profesor de la Universidad Central de Madrid y toda la familia se traslada con él a dicha ciudad. Antonio Machado completa entonces su formación en la célebre Institución Libre de Enseñanza, fundada por Francisco Giner de los Ríos.

En 1889 empieza sus estudios de bachillerato, primero en el instituto San Isidro y después en Cardenal Cisneros. Es en esa época cuando se aficiona al teatro junto a su hermano, y comienza a asistir a tertulias. Machado interrumpe varias veces sus estudios, afectado por los problemas económicos de su familia tras la muerte de su padre por tuberculosis en 1893 y su abuelo, tres años más tarde. El influjo familiar y su centro de estudios marcaron su camino intelectual. Por aquella época, conoce a Valle-Inclán en una tertulia. Trabaja en la parte de los verbos, en el Diccionario de ideas afines.

En 1899, Antonio Machado viaja a París, donde vive su hermano el poeta Manuel, con quien en lo sucesivo emprenderá una carrera conjunta de autores dramáticos, y trabaja de traductor para la Editorial Garnier. Allí entrará en contacto con, por ejemplo, Oscar Wilde y Pío Baroja y asiste a las clases del filósofo Henri Bergson, que le impresionan profundamente. Vuelve a España y trabaja de actor mientras alcanza el título de bachiller.

En 1902 vuelve a París y conoce a Rubén Darío. De vuelta a Madrid entabla amistad con Juan Ramón Jiménez y publica Soledades (1903).

En 1907 publica Soledades, Galerías y Otros poemas, una versión ampliada de Soledades, y gana las oposiciones al puesto de catedrático de francés. Elige la vacante del instituto de Soria, donde entabla amistad con Vicente García de Diego que era catedrático de latín y griego del mismo instituto. Conoce a Leonor Izquierdo, que trabajaba en casa de Vicente García de Diego, con la que se casará tres años después; teniendo ella 15 y él 34 años.

En 1911 viajará a París al conseguir una beca para ampliar sus estudios.

Leonor cae enferma de tuberculosis y muere en 1912, lo que sume a Machado en una gran depresión y éste solicita su traslado a Baeza (Jaén), donde vivirá con su madre dedicado a la enseñanza y al estudio. Durante siete años, hasta 1919, el poeta enseña Gramática Francesa en el Instituto de Bachillerato instalado en la Antigua Universidad baezana.
Palacio de las Dueñas, en una de cuyas viviendas nació, en 1875, Antonio Machado.

En 1912 publica Campos de Castilla, obra en la que el autor se separa de los rasgos modernistas que presentaba su obra Soledades y del intimismo hacia el que había evolucionado en Soledades, galerías y otros poemas, acercándose a las inquietudes patrióticas de los autores de la Generación del 98; en efecto, ha mantenido una amplia correspondencia epistolar con Miguel de Unamuno y algunas de sus ideas se reflejan en este libro. En Baeza, en 1917, conoce a Federico García Lorca, con el que entabló gran amistad.

En 1919 se traslada a Segovia, donde encontrará un ambiente cultural más acorde con sus gustos y comenzará a participar en las actividades de la reciente Universidad Popular, que tiene como objetivo la extensión de la cultura a los sectores sociales tradicionalmente más apartados de ella. Así, fue profesor de francés en el Instituto de Segovia,[1] donde conoció a Mariano Quintanilla. Continuará hasta 1932.

En 1932 se le concede un puesto de profesor en el Instituto Calderón de la Barca, de Madrid.

Escribe textos en prosa que luego serán recogidos en los dos apócrifos Juan de Mairena y Abel Martín. Por entonces corteja a una dama casada, Pilar Valderrama, que en los versos de Nuevas canciones (1924), su último libro de poesía, progresivamente ampliado, como los otros, aparece bajo el nombre de Guiomar. Siente un gran interés por la Filosofía y se licencia a trancas y barrancas en esta materia en la Universidad Central.

Con el estallido de la Guerra Civil Española marcha a Valencia. Vivió en la localidad de Rocafort desde noviembre de 1936 hasta marzo de 1938. En 1937 publica La guerra. Entre 1937 y 1939, Machado publica un total de 26 artículos en La Vanguardia (que en aquella época era el órgano de expresión del gobierno de la República y recogía firmas de los más destacados intelectuales y escritores que apoyaron la causa republicana).

A finales de enero de 1939, y ante la inminente ocupación de la ciudad, sale de Barcelona. Tras unos primeros días en Raset (Girona), pasa su última noche en España, la del 26 al 27 de enero, en Viladasens. En la tarde del día 28 llega finalmente a Collioure (Francia), en donde muere el día 22 de febrero en el Hotel Bougnol-Quintana. A los tres días, fallece su madre. En el bolsillo de su abrigo se encuentra un último verso: "Estos días azules y este sol de la infancia".

En febrero de 2010 la especialista en Machado Monique Alonso hizo público que poco antes de morir el poeta la Universidad de Cambridge le había enviado una carta ofreciéndole un puesto en su rectorado. La carta llegó a Coillure al día siguiente de su entierro