Родился в семье профессора Николая Васильевича Бугаева (1837—1903), известного математика и философа, президента Московского математического общества (1891—1903), наиболее яркого представителя Московской философско-математической школы. До двадцати шести лет Борис жил в самом центре Москвы, на Арбате. В квартире, где он провёл детские и юношеские годы, в настоящее время действует мемориальная квартира. С 1891 по 1899 год он учился в знаменитой гимназии Л. И. Поливанова, где в последних классах увлёкся буддизмом, оккультизмом, одновременно изучая литературу. Особое влияние на Бориса оказывали тогда Достоевский, Ибсен, Ницше. Будучи гимназистом, сблизился с братом философа Вл. Соловьёва, издателем его трудов Михаилом Сергеевичем.
В 1899 году поступил на физико-математический факультет Московского университета (естественное отделение). В студенческие годы знакомится со «старшими символистами». С юношеских лет пытался соединить художественно-мистические настроения с позитивизмом, со стремлением к точным наукам. В университете он работает по зоологии беспозвоночных, изучает Дарвина, химию, но не пропускает ни одного номера «Мира искусства».
Осенью 1903 года вокруг Андрея Белого организовался литературный кружок, получивший название «Аргонавты»..
В 1904 году «аргонавты» собирались на квартире у Астрова. На одном из заседаний кружка было предложено издать литературно-философский сборник под названием «Свободная совесть», и в 1906 году вышли две книги этого сборника.
В 1903 году Белый вступил в переписку с А. А. Блоком, в 1904 году состоялось личное знакомство. До этого, в 1903 году он с отличием окончил университет, но осенью 1904 года поступил на историко-филологический факультет университета; однако в 1905 году прекратил посещать занятия, в 1906 году подал прошение об отчислении и стал сотрудничать в «Весах» (1904—1909).
В то время самым близким другом для Белого был Блок, который мало времени уделял своей молодой жене Любови Менделеевой. Андрей Белый стал так близок Менделеевой, что она неожиданно влюбилась в него и однажды открыла свои чувства. Юноша ответил взаимностью, признавшись в самой пылкой любви. Тонко чувствующая и глубоко переживающая женщина не могла оставить равнодушным такого человека, как Андрей Белый. Они стали любовниками.
Их страстные отношения продолжались два года, а в 1906 году Блок создал знаменитую пьесу о любовном треугольнике, назвав её «Балаганчик». Тогда же Любовь Менделеева, окончательно запутавшись в своих отношениях с мужем и возлюбленным, приняла решение на время расстаться с любовником и подумать о дальнейшей жизни. Так прошло десять трудных месяцев, когда Белый даже подумывал о самоубийстве, а Менделеева не могла определиться окончательно, разрываясь между чувствами и здравым рассудком. Наконец она сообщила поэту, что остаётся с мужем, а его хочет навсегда вычеркнуть из жизни. Расставшись со своей мечтой, подавленный и покинутый, Белый отправился за границу.
Белый больше двух лет жил за рубежом, где создал два сборника стихов, которые были посвящены Блоку и Менделеевой. Вернувшись в Россию, в апреле 1909 года поэт сблизился с Асей Тургеневой (1890—1966) и вместе с ней в 1911 году совершил ряд путешествий через Сицилию — Тунис — Египет — Палестину (описано в «Путевых заметках»). В 1912 в Берлине он познакомился с Рудольфом Штейнером, стал его учеником и без оглядки отдался своему ученичеству. Фактически отойдя от прежнего круга писателей, работал над прозаическими произведениями. Все друзья и почитатели таланта Белого боялись, что, отдавшись Штейнеру, он потеряет свою самобытность как художник, что пропадёт своеобразность его красок и яркость его языка. Всё это причиняло ему лишние страдания и заставляло тратить силы, чтобы доказывать обратное. Когда разразилась война 1914 года, Штейнер со своими учениками перебрались в Дорнах, Швейцария. Там началось строительство Иоанова здания — Гётеанума. Этот храм строился собственными руками учеников и последователей Штейнера. 23 марта 1914 года в швейцарском городе Берне был заключен гражданский брак Анны Алексеевны Тургеневой с Борисом Николаевичем Бугаевым. В 1916 году Б. Н. Бугаев был призван на военную службу и кружным путём через Францию, Англию, Норвегию и Швецию прибыл в Россию. Ася с ним не последовала. Его состояние отражено в стихотворении:
После Октябрьской революции он вёл занятия по теории поэзии и прозы в московском Пролеткульте среди молодых пролетарских писателей. С конца 1919 г. Белый думал об отъезде за границу, чтобы вернуться к жене в Дорнах. Но выпустили его только в начале сентября 1921 г. Он встретился с Асей, которая предложила ему разойтись навсегда. По стихам того времени, по его поведению («христопляски Белого», по выражению Марины Цветаевой) можно почувствовать, что он очень переживал это расставание. Ася решила навсегда расстаться с мужем и осталась жить в Дорнахе, посвятив себя служению делу Рудольфа Штейнера. Её называли «антропософской монахиней». Будучи талантливой художницей, Ася сумела сохранить особый стиль иллюстраций, которыми пополнились все антропософские издания. Её «Воспоминания об Андрее Белом», «Воспоминания о Рудольфе Штейнере и строительстве первого Гётеанума» открывают нам подробности их знакомства с антропософией, Рудольфом Штейнером и многими известными талантливыми людьми Серебряного века. Белый остался совершенно один. Он посвятил Асе большое количество стихов. Её образ можно узнать в Кате из «Серебряного голубя».
В октябре 1923 года Белый вернулся в Москву; Ася навсегда осталась в прошлом. Но в его жизни появилась женщина, которой суждено было провести с ним последние годы. Клавдия Николаевна Васильева (урожд. Алексеева; 1886—1970) стала последней подругой Белого, к которой он не испытывал любовных чувств, однако держался за неё, словно за спасительницу. Тихая, покорная, заботливая Клодя, как называл её писатель, стала 18 июля 1931 года супругой Белого. До этого они с марта 1925 по апрель 1931 г. снимают две комнаты в Кучино под Москвой. Писатель умер у неё на руках 8 января 1934 года в Москве. Любовь Дмитриевна Менделеева пережила бывшего возлюбленного на пять лет.
Литературный дебют — «Симфония (2-я, драматическая)» (М., 1902). За ней последовали «Северная симфония (1-я, героическая)» (1904), «Возврат» (1905), «Кубок метелей» (1908) в индивидуальном жанре лирической ритмизованной прозы с характерными мистическими мотивами и гротескным восприятием действительности. Войдя в круг символистов, участвовал в журналах «Мир искусства», «Новый путь», «Весы», «Золотое руно», «Перевал». Ранний сборник стихов «Золото в лазури» (1904) отличается формальным экспериментаторством и характерными символистскими мотивами. После возвращения из-за границы выпустил сборники стихов «Пепел» (1909; трагедия деревенской Руси), «Урна» (1909), роман «Серебряный голубь» (1909; отд. изд. 1910), очерки «Трагедия творчества. Достоевский и Толстой» (1911).
Итоги собственной литературно-критической деятельности, отчасти символизма в целом, подведены в сборниках статей «Символизм» (1910; включает также стиховедческие работы), «Луг зелёный» (1910; включает критические и полемические статьи, очерки о русских и зарубежных писателях), «Арабески» (1911). В 1914—1915 вышла первая редакция романа «Петербург», который является второй частью трилогии «Восток или Запад». В романе «Петербург» (1913—1914; переработанная сокращённая редакция 1922) символизированное и сатирическое изображение российской государственности. Первый в задуманной серии автобиографических романов — «Котик Летаев» (1914—1915, отд. изд. 1922); серия продолжена романом «Крещёный китаец» (1921; отд. изд. 1927). В 1915 пишет исследование «Рудольф Штейнер и Гёте в мировоззрении современности» (М., 1917)
Понимание Первой мировой войны как проявления общего кризиса западной цивилизации отражено в цикле «На перевале» («I. Кризис жизни», 1918; «II. Кризис мысли», 1918; «III. Кризис культуры», 1918). Восприятие животворной стихии революции как спасительного выхода из этого кризиса — в очерке «Революция и культура» (1917), поэме «Христос воскрес» (1918), сборнике стихов «Звезда» (1922). По возвращении в Советскую Россию (1923) создаёт романную дилогию «Москва» («Московский чудак», «Москва под ударом»; 1926), роман «Маски» («1932»), пишет мемуары — «Воспоминания о Блоке» (1922—1923) и мемуарную трилогию «На рубеже двух столетий» (1930), «Начало века» (1933), «Между двух революций» (1934), теоретико-литературные исследования «Ритм как диалектика и „Медный всадник“» (1929) и «Мастерство Гоголя» (1934).