Bartók ble født i Nagyszentmiklós, Ungarn (nå Sânnicolau Mare, Romania). Han begynte å studere piano i en tidlig alder og viste stort talent. Han studerte senere ved Royal Academy of Music i Budapest, hvor han møtte Zoltán Kodály, som skulle bli hans livslange venn og samarbeidspartner.
På begynnelsen av 1900-tallet begynte Bartók å reise gjennom Ungarn og andre deler av Øst-Europa og samle folkesanger. Han var fascinert av folkemusikkens mangfold og potensialet for bruk i klassisk musikk. Bartóks folkemusikkinspirerte komposisjoner inkluderer de rumenske dansene (1915), de ungarske skissene (1913-1918) og Concerto for Orchestra (1943).
I tillegg til sin folkeinspirerte musikk skrev Bartók også flere abstrakte verk, som strykekvartettene nr. 1-6 og Sonaten for to klaverer og perkusjon. Disse verkene er preget av deres komplekse rytmer, dissonante harmonier og bruk av uvanlige instrumentelle kombinasjoner.
Bartók var også en begavet pianist og fremførte sine egne verk i hele Europa og USA. Han underviste også i piano og komposisjon ved Budapest Academy of Music og Curtis Institute of Music i Philadelphia.
Bartók døde i New York City i 1945 i en alder av 64. Han etterlot seg en arv av innflytelsesrik musikk som fortsatt blir fremført og nytes av publikum over hele verden.