Родился в семье чиновника. Окончил Киевскую гимназию, учился в университете Цюриха (Швейцария), на естественном и философском факультете. Во время учебы — поклонник идей как эмпириокритицизма Р. Авенариуса, так и марксизма плехановского варианта. Близко познакомился с М. М. Ковалевским, главой русской социологической школы, известным масоном.

В 1899 г. возвращается в Россию, занимается пропагандистско-литературной деятельностью, подвергается ссылке в Вологду. Там знакомится с А. Богдановым, Н. А. Бердяевым, А. Ремизовым, Б. Савинковым и др. Особенно сближается с Богдановым, на сестре которого был женат первым браком. В 1903 г. возвращается из ссылки в Киев. Сотрудничает с газетой «Киевские отклики». По вызову Ленина уезжает в Швейцарию, вступает в партию большевиков. Сближается с М. Горьким и создает вместе с Богдановым школу для подготовки партийных деятелей на Капри. Выпускает двухтомник «Религия и социализм», вызвавший резкое осуждение у Ленина. В 1908 г. выпускает вместе с Богдановым, В. А. Базаровым и Горьким «Очерки философии коллективизма». Книга подверглась резкой критике Ленина за интерпретацию идей австрийского физика и философа Э. Маха, считавшего, что исходные понятия классической физики (пространство, время, движение) субъективны по своему происхождению, задача науки их описать.

В 1911 г. Луначарский переезжает в Париж, где создает вместе с М. Н. Покровским, Ф. И. Калининым и другими группу «Вперед». Активно участвует в полемических баталиях с меньшевиками, Г. В. Плехановым по вопросам стратегии и тактики революционной борьбы. Блестяще начитан, завязывает знакомства со многими культурными деятелями Европы. С началом первой мировой войны входит в группу интернационалистов (вместе с Л. Троцким, Д. Мануильским, В. Антоновым-Овсеенко). В Петроград вернулся в мае 1917 г. В составе «межрайонцев» вошел в РСДРП (б) на VI съезде в июне 1917 г.

В октябре 1917 г. назначается наркомом просвещения, входит в состав Совнаркома. Но уже 2 (15) ноября 1917 г., узнав о бомбардировках Кремля при установлении в Москве советской власти, подает в отставку. Мотивирует ее невозможностью смириться с разрушением важнейших художественных ценностей, «тысячью жертв», ожесточением борьбы «до звериной злобы», бессилием «остановить этот ужас». Прошение об отставке опубликовано в меньшевистской «Новой жизни». Однако Совнарком не принял его отставку, Ленин уговорил Луначарского остаться. Тогда же А. Богданов написал Луначарскому: «Мне грустно, что в это дело ввязался ты, потому что для тебя разочарование будет много хуже».

Луначарского всегда недолюбливала партийная верхушка и никогда ему полностью не доверяла. Сам Луначарский это хорошо осознавал. Он, единственный из прочих «долгожитель» Совнаркома (с октября 1917 по 1929 гг.), никогда не входил в состав ЦК партии. Отсюда и крайняя сложность в трактовке его позиции. О Луначарском бытует мнение и как о романтике и утописте, напоминавшем и в суровые времена о незыблемости идеалов красоты, любви и добра как основах человеческой жизни. Его называют и капризным, и водевильным, и анекдотичным. Вспоминают, что восемь раз подавал в отставку, узнав об обстреле Кремля, упал в обморок, и то, что не шел ни на какие компромиссы. Вторым браком был женат на актрисе Малого театра, известной красавице Н. А. Розенель.

Мировоззрение Луначарского было эклектичным. Однако это была личность, заметно выделявшаяся среди других партийных функционеров своими идейными пристрастиями, далеко не органичными российскому варианту марксизма.

Луначарский был под огромным влиянием этических идей И. Фихте, но его тайным кумиром был Ф. Ницше. Вместе со своим другом Богдановым он популяризировал идеи Г. Спенсера, представителя позитивизма и утилитаризма в этике. Воззрения этих философов сыграли большую роль в завоевании умов общественности задолго до революции, оказали влияние и на формирование собственной системы взглядов самого Луначарского. Они позволяли ему подходить с более рационалистических позиций к формированию культурной политики советской власти, допускать фрагменты либерализма в ней. Луначарский разделял и идеи П. Наторпа, одного из лидеров марбургской школы неокантиантства.

У Фихте Луначарский нашел конкретного адресата гуманистического призыва Песталоцци «учить всех» в лице национального государства. Фихте сформулировал объект воспитания: национальное целое — народ, конкретизируя представления Канта и Песталоцци о задаче воспитания рода человеческого в целом, добавив при этом, что любовь к нации и вера в нацию соединяет не только с национальным целым, но и со всем родом человеческим. Период пребывания Луначарского на посту наркома просвещения отмечен наибольшим вниманием к этнокультурным особенностям российского общества. Им будут заложены основы для развития национальных систем образования многих народов СССР. Луначарский был единственным наркомом просвещения, считавшим себя русским наркомом, который не в праве решать за наркома просвещения украинского, татарского, иного другого. После его ухода такие представления о равной значимости культур, их уникальности будут искоренены из политической практики.

Луначарский способствовал деятельности петроградской группы реформаторов, стремившихся сохранить в содержании образования российской школы роль не политизированного и не идеологизированного знания. Благодаря ему российская школа в 1920-е годы многие учебные предметы преподавала по дореволюционным, так называемым «игнатьевским» программам. Он не признавал идей Крупской о главенстве «производительного труда» в школе, подчеркивая, что «школа все-таки есть школа», а К. Маркс был далек от признания производительного труда в ней как экономической необходимости для страны.

В принципах руководства культурной сферой Луначарский пытался реализовать идею П. Наторпа о том, что государство должно управляться советами специалистов, реализовывать социализм не массы, а науки и разума, не механически-политический, а органически корпоративный социализм. Это, по Луначарскому, и есть противоположность бюрократическому механизму абсолютистского государства.

Конечно, эти идеи Луначарскому реализовать не удалось. Однако их присутствие в его мировоззрении и мировосприятии и делает его одной из самых противоречивых фигур в большевистском руководстве, наиболее подверженной критике со всех сторон. Но именно его избрал адресатом своих знаменитых писем В. Короленко, ибо понимал — Луначарский один из немногих, способных понять их содержание.

Луначарский играл роль связующего моста с западным культурным миром. У него были обширные связи с большинством европейской культурной элиты. В Москву приезжали или переписывались с наркомом А. Барбюс, Г. Уэллс, Б. Шоу, А. Гидаш, Р. Роллан, Э. Синклер, Б. Келлерман, С. Цвейг и другие деятели литературы и науки.

В 1929 году Луначарский снят с поста наркома просвещения. Это год «великого перелома», начатого И. Сталиным и отразившегося и на сфере культуры. Наркомпрос возглавил военный А. Бубнов, покончивший с эклектикой «либерала» Луначарского.

12 сентября 1929 г. Луначарский назначается председателем Комитета по заведованию учеными и учебными заведениями ЦИК СССР, занимается литературной работой. Известны его работы по общетеоретическим вопросам культуры, особенно художественной, литературоведению, театроведению, эстетике, педагогике. Он избирается академиком АН СССР.

В 1933 Луначарский назначается послом в Испании. По дороге в Ментоне он умер.