Bartók sa narodil v Nagyszentmiklós v Maďarsku (teraz Sânnicolau Mare, Rumunsko). Už v ranom veku začal študovať hru na klavíri a prejavil veľký talent. Neskôr študoval na Kráľovskej hudobnej akadémii v Budapešti, kde sa zoznámil so Zoltánom Kodályom, ktorý sa stal jeho celoživotným priateľom a spolupracovníkom.
Začiatkom 20. storočia začal Bartók cestovať po Maďarsku a iných častiach východnej Európy a zbierať ľudové piesne. Fascinovala ho rôznorodosť ľudovej hudby a jej potenciál využitia v klasickej hudbe. Medzi Bartókove skladby inšpirované ľudovou hudbou patria Rumunské tance (1915), Maďarské náčrty (1913-1918) a Koncert pre orchester (1943).
Okrem svojej ľudovo inšpirovanej hudby napísal Bartók aj niekoľko abstraktných diel, ako sú Sláčikové kvartetá č. 1-6 a Sonáta pre dva klavíry a bicie nástroje. Tieto diela sú charakteristické svojou komplexnou rytmikou, disonantnými harmóniami a použitím nezvyčajných nástrojových kombinácií.
Bartók bol tiež nadaný klavirista a svoje vlastné diela predvádzal po celej Európe a Spojených štátoch. Vyučoval tiež hru na klavíri a kompozíciu na Budapešťskej hudobnej akadémii a Curtis Institute of Music vo Philadelphii.
Bartók zomrel v New Yorku v roku 1945 vo veku 64 rokov. Zanechal po sebe dedičstvo vplyvnej hudby, ktorú naďalej hrá a teší sa publiku po celom svete.