Родился в бедной семье сельского священника, в которой было шестеро детей. Когда будущему митрополиту исполнилось семь лет, скончался его отец. Несмотря на нужду, мать старалась дать детям образование. Его прижизненные биографии рассказывали о том, что в отрочестве он был болезненным и малоспособным ребёнком — до тех пор, пока с ним не произошло следующее событие: когда он однажды прятался от обижавших его товарищей во дворе школы, заучивая не вполне понятный ему урок, в его голову ударился неизвестно откуда брошенный камень, который рассёк «черепную оболочку на голове, произведя сильное кровотечение», после чего его здоровье неожиданно улучшилось и открылись умственные дарования.
Окончил Белгородское уездное духовное училище (1831), Курскую духовную семинарию (1837; в последние два года обучения занимался преподаванием в младших классах той же семинарии), Киевскую духовную академию со степенью магистра богословия (1841). Доктор богословия (1847; за труд «Введение в православное богословие»). Почётный член Императорского Археологического общества и Санкт-Петербургской духовной академии.
Скончался 9 июня 1882 года в 11 часов 35 минут пополудни «от апоплексического удара» в архиерейском доме в селе Черкизове (ныне в черте Москвы); в день кончины чувствовал себя хорошо и «даже был оживлён более обыкновенного». Отпевание было совершено 14 июня в Чудовом монастыре; возглавлял архиепископ Варшавский Леонтий (Лебединский); похоронен 15 июня того же года в склепе Успенского собора Троице-Сергиевой лавры.
Митрополит Мануил (Лемешевский) так характеризовал деятельность митрополита Макария в качестве ректора Санкт-Петербургской духовной академии:
Путём ряда благоразумных мер он установил определенный и неизменный порядок студенческой жизни. Студенты не тяготились строгостью порядков, они любили своего начальника. Со слов самих студентов «более прямого, честного и откровенного начальника-педагога нельзя было представить». Никакая лесть, никакое угодничество, сверх прямого отношения к делу не были ему доступны. Важное значение в деле воспитания студентов преосвящ. Макарий придавал церковному богослужению. Он принимал все меры к тому, чтобы богослужение в академической церкви сделать как можно более торжественным и при возможности сам старался участвовать в богослужении.
Владыка Макарий был известен как способный и энергичный администратор. В Санкт-Петербургской духовной академии он уделял большое внимание улучшению материального положения преподавателей и студентов, обустройству академической библиотеки. Во время управления Тамбовской епархией он активно занимался упорядочением делопроизводства, пребывавшего до него в запущенном состоянии. В Харьковской епархии он был ответственным редактором журнала «Христианское чтение»; по его инициативе была создана церковная библиотека, которой могли пользоваться как духовные, так и светские лица; при активном участии владыки основан монастырь во имя святого великомученика Димитрия Солунского в селе Рясном. Число народных училищ в епархии за время его управления увеличилось в четыре раза (всего к 1869 действовало 405 училищ). Владыка стремился повысить как образовательный уровень харьковского духовенства, так и религиозное благочестие паствы — он восстановил в епархии несколько ранее существовавших крестных ходов. В период его пребывания на Литовской кафедре были построены, отремонтированы и освящены 293 церкви. В качестве московского митрополита проявил себя сторонником наведения порядка в церковном хозяйстве и усиления проповеднической деятельности духовенства.
В статье о владыке Макарии, помещённой в словаре Брокгауза и Ефрона, особое внимание обращается на его умеренно-либеральные взгляды, вызывавшие резкое неприятие со стороны наиболее консервативно настроенных церковных деятелей:
Везде духовная чернь относилась к нему с недоброжелательством. В Москве одна газета травлю митрополита сделала своею специальностью, обливала грязью все его выступления, недвусмысленно намекала на его политические взгляды. Представители мракобесия были правы в том отношении, что учёный и благородный иерарх не мог принадлежать к их чёрному стану. Во всех важных случаях он шел навстречу запросам общества и движению вперёд… В шестидесятых годах Макарий, уже архиепископом, принимал участие в работах по реформе духовной школы и горячо отстаивал необходимость предоставления ей свободного развития в соответствии с требованиями времени. Его взгляды на постановку дела в средней и низшей школе церкви будили ненависть у ретроградов.
Митрополит Мануил отмечал, что в бытность архимандрита Макария членом Санкт-Петербургского духовно-цензурного комитета (1844—1848), он заслужил «репутацию в высшей степени гуманного, беспристрастного и аккуратного цензора». Он был активным сторонником принятия либерального академического устава 1869, получившего неофициальное название «Макарьевский устав».
Однако наибольшую известность митрополит Макарий получил как учёный, автор капитальных трудов в области богословия и истории. Его главный исторический труд — «История Русской Церкви» в 12 томах (13-й не был закончен в связи с кончиной) был издан в 1883 (переиздан в 1994—1996). Из его богословских работ наиболее известны двухтомный труд «Православно-догматическое богословие» и «Введение в православное богословие».
По словам митрополита Мануила,
отличительными чертами его характера были доброта и ласковость. Доброта души его проявлялась на деле в виде пожертвований своих средств на школы, на строительство храмов, на библиотеки и другие цели. Но особенно замечательное пожертвование еп. Макарий сделал в 1867 г. Все деньги, которые он получил от своих сочинений, он хранил до тех пор, пока не собрал значительную сумму (120 тыс. рублей). Затем эту сумму положил в Государственное кредитное учреждение навсегда и завещал после его смерти на проценты с этой суммы учредить ежегодные премии для поощрения отечественных талантов, посвящающих себя делу науки и общеполезных знаний.
Премии митрополита Макария присуждались в 1884—1917. Существовали четыре Макариевские премии. Одна присуждалась Академией наук (по всем отраслям науки), две — Святейшим Синодом (за учебники и учебные пособия по духовным дисциплинам), одна — Киевской духовной академией (за работы в области духовной литературы).
В 1997 была учреждена премия памяти Митрополита Московского и Коломенского Макария (Булгакова), присуждаемая в пяти номинациях: «История православной церкви», «История России», «История Москвы и историческое краеведение», «История православных стран и народов», а также учебник или учебное пособие, представляющие вклад в науку в одной из данных номинаций.