Tras estudiar en París, fue profesor de filosofía en Nevers (1851-1852) y en Poitiers (1852), de donde fue enviado a Besançon como represalia de la autoridad imperial que, tras el golpe de Estado de Napoleón III (1851), tenía bajo control a los intelectuales franceses; poco después abandonó la enseñanza. Se doctoró en 1853 con la tesis titulada Ensayo sobre las fábulas de La Fontaine.
En 1855 publicó Viaje a los Pirineos, libro en el que reflexiona por primera vez sobre la influencia del medio y de la historia en el desarrollo de los individuos y la sociedad, tema que desarrolló en su tesis sobre «la raza, el medio, el momento» en su obra capital, De la inteligencia (1870), y que constituiría la base del determinismo, adoptado con entusiasmo por Zola y el naturalismo. Sus intereses filosóficos de este período cristalizan en su estudio Filósofos franceses del siglo XIX (1857).
En 1858 viajó por el Reino Unido, Alemania y los Países Bajos; en tierras británicas descubrió el liberalismo, lo que le llevó a interesarse más en general por la cultura y el pensamiento británico. Sin embargo, sus intereses cambiaron a raíz de un revelador viaje a Italia: escribió diversos ensayos sobre arte y filosofía del arte, centrándose en Italia, los Países Bajos y Grecia (reunidos todos en Filosofía del arte, 1882), e impartió un curso en la escuela de Bellas Artes sobre su libro De l'ideal dans l'art.
Nunca abandonó su labor de crítico e historiador y, tras haber publicado otros Nuevos ensayos de crítica y de historia (1865) y las Notas sobre Inglaterra (1872), en 1875 apareció el primer volumen de su principal obra de historia: Los orígenes de la Francia contemporánea (1875-1893).
De personis platonicis (1853)
La Fontaine et ses fables (1853 y 1861)
Voyage aux eaux des Pyrénées (1855 y 1858)
Essai sur Tite-Live (1856)
Les Philosophes classiques du XIXe siècle en France (1857 y 1868)
Essais de critique et d’histoire (1858 y 1882)
Histoire de la littérature anglaise (1864)
Philosophie de l’art (1865 y 1882)
Nouveaux essais de critique et d’histoire (1865 y 1901)
Voyage en Italie (1866)
Note sur Paris. Vie et opinions de M. Frédéric-Thomas Graindorge (1867)
De l’intelligence (1870)
Un séjour en France de 1792 à 1795. [Lettres d’un témoin de la Révolution française, traduites de l’anglais] (1872)
Notes sur l’Angleterre (1872)
Les origines de la France contemporaine :
L’ancien régime (1875)
La révolution : I — l’anarchie (1878)
La révolution : II — La conquête jacobine (1881)
La révolution : III — Le gouvernement révolutionnaire (1883)
Le régime moderne (1890–1893)
Derniers essais de critique et d’histoire (1894)
Carnets de voyage, notes sur la province (1863–1865 y 1897)
Etienne Mayran (1910), fragmentos
H. Taine, sa vie et sa correspondance (1903–1907).
