Родился в роду Батюшковых, отец — Николай Львович Батюшков (1753—1817). Годы своего детства провёл в родовом имении — селе Даниловское. В 7 лет от роду он потерял мать, которая страдала душевной болезнью, по наследству перешедшей к Батюшкову и его старшей сестре Александре.
В 1797 году его отдали в Петербургский пансион Жакино, где будущий поэт изучает европейские языки, с упоением читает европейских классиков и начинает писать свои первые стихи. В 1801 году он перешёл в пансион Триполи. На шестнадцатом году жизни (1802) Батюшков оставил пансион и занялся чтением русской и французской литературы. В это же время он близко сошёлся со своим дядей, известным писателем Михаилом Никитичем Муравьёвым. Под его влиянием занялся изучением литературы древнего классического мира и стал поклонником Тибулла и Горация, которым он подражал в первых своих произведениях. Кроме того, под влиянием Муравьёва Батюшков выработал в себе литературный вкус и эстетическое чутьё.
В 1802 году Батюшков зачисляется на службу в министерство народного просвещения. Эта служба тяготит поэта, но обстоятельства не позволяют ему оставить службу. Старинный дворянский род Батюшковых обеднел, имение пришло в упадок. Высокопоставленных покровителей и меценатов, которые бывали у многих писателей, поэтов, художников, музыкантов, Батюшков не имел, и, быть может, из-за гордости, не хотел иметь: «Просить и кланяться в Петербурге не буду, пока будет у меня кусок хлеба». Впоследствии поэт скажет, противопоставляя себя многим угодливым пиитам того времени: «Я писал о независимости в стихах, о свободе в стихах».
В Петербурге Батюшков познакомился с представителями тогдашнего литературного мира. Особенно близко сошёлся он с Г. Р. Державиным, Н. А. Львовым, В. В. Капнистом, А. Н. Олениным, Н. И. Гнедичем. В 1805 году в журнале «Новости литературы» публикуется его стихотворение «Послание к стихам моим» — первое выступление Батюшкова в печати. Поступив в департамент министерства народного просвещения, Батюшков сблизился с некоторыми из своих сослуживцев, которые примыкали к карамзинскому направлению и основали «Вольное общество любителей российской словесности».
В 1807 году Батюшков записался в народное ополчение (милицию) и принял участие в прусском походе. В битве под Гейльсбергом он был ранен и должен был отправиться лечиться в Ригу. Во время похода им написано несколько стихотворений, и начат перевод поэмы Тасса «Освобождённый Иерусалим». В следующем, 1808 году, Батюшков принял участие в войне со Швецией, по окончании которой вышел в отставку и поехал к родным, в село Хантоново Новгородской губернии. В деревне он скоро начал скучать и рвался в город: впечатлительность его стала почти болезненной, все больше и больше овладевала им хандра и предчувствие будущего сумасшествия.
В самом конце 1809 года Батюшков приехал в Москву и скоро благодаря своему таланту, светлому уму и доброму сердцу сыскал себе добрых друзей в лучших сферах тогдашнего московского общества. Из тамошних литераторов наиболее сблизился он с Василием Львовичем Пушкиным, В. А. Жуковским, П. А. Вяземским и Н. М. Карамзиным. 1810 и 1811 годы прошли для Батюшкова отчасти в Москве, где он приятно проводил время, отчасти в Хантонове, где он хандрил. Наконец, получив отставку от военной службы, он в начале 1812 года отправился в Петербург и при помощи Оленина поступил на службу в Публичную библиотеку; жизнь его устроилась довольно хорошо, хотя его постоянно тревожила мысль о судьбе его семейства и его самого: скорого повышения по службе нельзя было ожидать, а хозяйственные дела шли все хуже и хуже.
В 1809 году поэт участвует в походе на Аландские острова. В начале лета он получает отпуск, после короткого пребывания в Петербурге, едет в имение Хантоново, где, среди прочего, пишет стихотворный памфлет «Видение на берегах Леты», разошедшийся в списках и напечатанный в искажённом виде лишь через тридцать два года после его создания. Один из списков стихотворения, являющийся маленькой сатирической поэмой, был назван «Страшный суд русских пиитов, или ведение на берегах Леты до Ипотаса де Ротти».
С декабря 1809 года поэт живёт в Москве. Он намерен выйти в отставку, служить в дипломатической миссии, мечтает путешествовать по Европе. В Москве в 1810 году Батюшков знакомится с Карамзиным, и входит в круг близких ему литераторов. Получив отставку в чине подпоручика и живя то в Москве, то в своём имении в Хантонове, поэт много пишет в стихах и прозе, и переводит.
В начале 1812 года Батюшков переезжает в Петербург, и в апреле того же года поступает в Публичную библиотеку помощником хранителя манускриптов. Директором библиотеки был Алексей Оленин, писатель-археолог, художник и ценитель искусств, в доме которого был салон, посещавшийся многими писателями и художниками, с которыми встречался Батюшков. Сослуживцами Батюшкова по Публичной библиотеке были Гнедич и Крылов.
Начавшаяся Отечественная война 1812 года усиливает в душе поэта патриотическое чувство. Он желает пойти на войну, но болезнь, сильная лихорадка, мешает ему сразу же осуществить это намерение. Почти в канун Бородинской битвы, поэт берёт отпуск и приезжает в Москву, для того, чтобы сопровождать в Нижний-Новгород вдову своего наставника Е. Ф. Муравьёву и её семью. Стечение беженцев и народные бедствия, увиденные поэтом по пути следования из Москвы, производят на него сильное впечатление. Батюшков возвращается в Москву после изгнания из неё французов.
В 1813 году Батюшков, как только позволило состояние здоровья, выезжает в Дрезден, в главную квартиру действующей армии. Батюшков теперь адъютант генерала Раевского. В сражении под Лейпцигом погибает друг Батюшкова, воспетый в его стихах, И. А. Петин, и ранен Раевский. В 1814 году поэт участвует в переходе через Рейн и вступлении во Францию. Из Парижа, свидетелем капитуляции которого был Батюшков, он через Англию, Швецию и Финляндию возвращается в Петербург.
Неудавшаяся попытка жениться в 1815 году, расстройство личных отношений с отцом тяжело переживались поэтом. Некоторое время он живёт на Украине, в Каменец-Подольске, у своего военного начальства. Поэта заочно выбирают в члены литературного общества «Арзамас». В эту пору Батюшков переживает сильный творческий подъём: за год он пишет двенадцать стихотворных и восемь прозаических произведений. Он готовит к печати свои сочинения в стихах и в прозе.
После приезда в Москву поэт избирается в члены «Московского общества любителей словесности». При вступлении в него прочитывается «Речь о влиянии лёгкой поэзии на язык», историко- и теоретико-литературная статья, опубликованная в «Трудах» общества. Батюшков избирается почётным членом «Вольного общества любителей словесности». Поэт принимает участие в заседаниях «Арзамаса». В октябре 1817 года выходят «Опыты в стихах и прозе», которую затем издаёт Гнедич. Книга благожелательно была встречена критикой и читателями.
После поездок в деревню с намерением спасти от продажи с публичного торга имение отца, умершего в 1817 году, после пребывания в Петербурге поэт весной 1818 года отправляется на юг, поправлять своё здоровье. По совету Жуковского Батюшков подаёт прошение о зачислении в одну из миссий в Италии. В Одессе поэт получает от Александра Тургенева письмо, извещающее о назначении поэта на дипломатическую службу в Неаполь. После долгого путешествия, он пребывает на место службы, с яркими впечатлениями от поездки. Важной для поэта была встреча с русскими художниками, в числе которых были Сильвестр Щедрин и Орест Кипренский, жившие в то время в Риме.
Получив в конце 1820 года отпуск для лечения, Батюшков едет в Рим, а затем, уже в следующем году, на воды в Теплиц, где он узнаёт, что в «Сыне отечества» появилось анонимное стихотворение «Б… в из Рима», написанное от лица Батюшкова и принятое читателями как его произведение, хотя автором его был Плетнёв. Батюшков воспринимает это как личную обиду.
7 июля 1855 года скончался от тифа в Вологде. Похоронен в Спасо-Прилуцком монастыре, в пяти верстах от Вологды. Ещё в 1815 году Батюшков писал Жуковскому о себе следующие слова: «С рождения я имел на душе чёрное пятно, которое росло, росло с летами и чуть было не зачернило всю душу».
Батюшкова считают непосредственным предшественником Пушкина, и не случайно — соединяя литературные открытия классицизма и сентиментализма, он явился одним из родоначальников новой, «современной» русской поэзии.
Стихотворения первого периода литературной деятельности поэта проникнуты эпикуреизмом: человек в его лирике страстно любит земную жизнь; главные темы в поэзии Батюшкова — дружба и любовь. Отказавшись от морализма и манерности сентиментализма, он находит новые способы выражения чувств и эмоций в стихе, предельно ярких и жизненных:
В ответ на события отечественной войны 1812, Батюшков создал образцы гражданской поэзии, патриотический настрой которых соединяется с описанием глубоко индивидуальных переживаний автора:
В послевоенный период поэзия Батюшкова тяготеет к романтизму. Темой одного из самых его известных стихотворений, «Умирающий Тасс» (1817), является трагическая судьба итальянского поэта Торквато Тассо