Muhammed Bîrûnî, Hârizm bölgesinde doğdu ve yirmi iki yaşına kadar Hârizm'de kaldı. Ailesine, çocukluk yıllarına ve milliyetine dair fazla bilgi bulunmamaktadır. Bîrûnî Kitâbü's-Saydele isimli eserlerinde, çok iyi seviyede bildiği Farsça ve Arapça'nın kendi ana dili olmadığı belirtilmiştir.

Hârizm sarayı ile bağlantılı olarak faaliyetlerine devam eden Bîrûnî'nin yeteneği, Hârizm'de iktidarı elinde bulunduran Afrigoğulları hanedanı tarafından da farkedilmiştir. Akabinde bu hanedana mensup matematikçi Ebû Nasr Mansûr'un (ö. 1036) öğrencisi olmuş, on yedi yaşlarındayken enlem hesaplaması yapabilecek bilimsel seviyeye ulaşmıştır. Yirmi iki yaşına geldiğinde Me'mûnîler'in Hârizm'e saldırıp Hârizmşahlar hanedanını ortadan kaldırmasıyla Bîrûnî'nin Rey'e gittiği ve zorlu bir dönem geçirdiği bilinmektedir.

997 yılında Hârizm'e geri dönmüş, yine aynı yıl matematikçi ve astronom Ebü'l-Vefâ Bûzcânî (ö. 998) ile ay tutulması gözlemini gerçekleştirmiştir. 997'den itibaren Buhara'da hüküm süren Sâmânîler Hükümdarı II. Mansûr'un himayesine girmiş ve burada iki yıl kalmıştır. Daha sonra 998'de Cürcân'a geçerek orada Ziyârîler Hükümdarı Kâbûs b. Veşmgîr'in himayesinde kalmıştır. 1000 yılında yazdığı ilk önemli eseri olan el-Âsârü'l-Bâkıye'yi Kâbûs'a ithaf etmiştir. İbn Sînâ ile de bu dönemde mektuplaşmıştır. Bîrûnî geçirdiği bu sürenin sonunda Gazneliler'e bağlı olan Me'mûnîler'in hükümdarı Ebü'l-Hasan Ali b. Me'mûn'un davetiyle Gürgenç'e giderek onun himayesine girmiştir. Bu dönemde, ilmî çalışmalarını yavaşlattığını düşünse de bu çalışmaların yanı sıra politik birtakım görevlerde bulunmuş, saray danışmanı olarak da hizmet vermiştir. Ayrıca hekim Ebû Sehl Îsâ Mesîhî ile tanışması da aynı döneme denk düşmektedir. Gazneli Mahmud'un Me'mûnîler'in yönetimine son verip Hârizm'de hakimiyet sağlaması üzerine Bîrûnî Gazne'ye giderek Gazneli Mahmud'un himayesine girmiştir. Bu sırada kırk dört yaşında olan Bîrûnî 1025 yılında Kitâbü't-Tahdîd adlı eserini tamamlamıştır. Çeşitli sebeplerle gittiği Hindistan'da incelemelerde bulunmuş ve oradaki âlimlerle konuşma fırsatı bulmuş, Sanskritçe öğrenmiş ve bu incelemelerinin sonucunda Gazneli Mahmud'un öldüğü yıl, Tahkîku mâ li'l-Hind adlı eserini tamamlamıştır (1030). Gazneli Mahmud'un oğlu Sultan Mesud ve torunu Sultan Mevdûd'un zamanlarında bu üç hükümdarla da iyi ilişkiler kurmuş ve çalışmaları konusunda onların da desteğini almıştır. Sultan Mesud'a ithaf ettiği ve 1035 yılında tamamladığı ansiklopedik eseri el-Kanûnü'l-Mes'ûdî birçok yazar tarafından onun başyapıtı olarak nitelendirilmektedir. Yine bu yılda, Ebû Bekir Râzî'nin geniş çaplı bibliyografisini hazırlamıştır. Yaklaşık 1049 yılında Sultan Mevdûd'a ithaf ettiği mineraloji alanındaki el-Cemâhir fî Ma'rifeti'l-Cevâhir adlı eserini tamamlamıştır. Yaşlılığına rağmen ilmî çalışmalarına ara vermemiş; görme, işitme sorunları da olduğu halde  son eseri olan eczacılık ve tıp alanındaki Kitâbü's-Saydele fi't-Tıbb'ı tamamlamıştır. Bîrûnî, Gazne'de 1051 yılında vefat etmiştir.

Yirminin üzerinde bilimsel ve teknik disiplinde çalışmalarda bulunmuş ve bu alanlarda eserler ortaya koymuş bir filozof ve bir bilim adamıdır. Bilim adamı yönü doğa bilimleri alanında ağırlık kazansa da sosyal bilimler alanında da öncü sayılan işlere imza atmıştır. Bu bağlamda Bîrûnî, antropoloji ve jeodezi bilimlerinin kurucusu ve aynı zamanda karşılaştırmalı din çalışmalarını ilk defa sistematik hale getiren âlim olarak kabul edilir. Astronomi, matematik, geometri, fizik, kimya, tıp, eczacılık, tarih, coğrafya, dil bilimi, mineraloji gibi çok sayıda alanda araştırmalar yapmış, keşiflerde bulunmuş, teoriler ortaya atmıştır. el-Âsârü'l-Bâkıye adlı eserinde farklı kültürlere ait çeşitli takvimleri, zaman ölçüm sistemleri ve önemli günleri belirleme yöntemlerini ele almıştır. Dinler tarihi alanındaki önemli eseri Tahkîku mâ li'l-Hind'de ise Hindistan ziyaretleri sırasında Hint medeniyetine ilişkin gözlemlerinin sonucu elde ettiği bilgileri karşılaştırmalı bir biçimde vermektedir. Eserinde Hindistan'daki dinî ve felsefî fikirleri, farklı inançları, ritüel ve uygulamaları birçok disiplin açısından da değerlendirerek incelemiştir. Bu eseriyle Hindoloji alanının da öncülerinden olmuştur ve bu eseri hâlâ Hindoloji çalışmalarının en önemli kaynakları arasındadır. Kitâbü't-Tahdîd adlı eseri ise yine kendisinin temellerini attığı jeodezi üzerinedir. Astronomi alanındaki en büyük eseri el-Kanûnü'l-Mes'ûdî'de ise hem astronomi hem trigonometri alanlarına ciddi katkılar sağlamıştır. Trigonometrik fonksiyonları, o güne kadar henüz bilinmeyen kotanjant, sekant ve kosekant fonksiyonlarını da ekleyerek günümüzde kullandığımız biçimine ulaştırmıştır. Ayrıca ekliptik eğimini de kendisinden önce ve sonra ölçüm yapmış bilim adamlarına kıyasla modern ölçümlere çok daha yakın hesaplamıştır.

Bilimsel araştırmalarını bilinçli bir biçimde didaktik bir anlayışla kuran ve kurgulayan Bîrûnî, İbn Sînâ başta olmak üzere birçok önemli âlimin yaşadığı bir dönemde, modern bilimin yöntemine uygun deney ve gözleme dayanan ve kesin kanıtlarla ilerleyen tutumu, dönemi için yeni konularda cesurca araştırmalarda bulunması, bu sayede birçok bilimsel disiplinin kurucusu olması ve hemen her disiplinde önemli buluşlar yapması ile çağdaşı bilim adamlarının ötesine geçmiştir. Deney, gözlem ve akıl ile ulaştığı sonuçları vahiy ile birlikte tefekkür ederek hakikate ulaşılabildiğini ifade eden Bîrûnî bilimin özgürlük ve teşvik ile mümkün olabileceğini savunmuştur. Aynı şey eğitim için de söz konusudur. Çünkü fıtratı itibariyle zaafları bulunan insan bu zaaflarını ancak eğitimle (terbiye) elde edilebileceği değer sayesinde aşabilir.