Compositor, organista, clavecinista, maestro de capilla y Kantor alemán.

Perteneciente a una larga saga de músicos, fue hijo de Maria Elisabeth Lämmerhirt y de Johann Ambrosius Bach con quien se inició en la música. Tras quedarse huérfano hacia los diez años de edad, se fue a vivir con su hermano mayor, Johann Christoph Bach, que era organista en Ohrdruf. A su lado estudió teoría musical y composición, además de practicar en el clave y en el órgano del que su hermano era titular. Mediante una beca pudo completar su formación coral y sus estudios de órgano en el selecto Michaeliskloster de Lüneburg; en su biblioteca estudió las obras de importantes autores. En 1703 fue contratado como organista en la St. Bonifatius Kirche de Arnstadt, en cuyo flamante instrumento, estrenado por él, pudo practicar sus improvisaciones y primeras obras. Desde esta ciudad hizo el famoso peregrinaje de 400 kilómetros, a pie, hasta Lübeck para conocer y escuchar a Dietrich Buxtehude, considerado el mejor organista alemán de su tiempo.

En 1707, mientras ejercía también como organista en Mühlhausen, se casó con su prima segunda Maria Barbara Bach con quien tuvo siete hijos. Un año más tarde consiguió un mejor destino como músico en la corte del duque de Weimar. Durante esta etapa nacieron sus primeros hijos, de los cuales destacaron como músicos Wilhelm Friedemann y Carl Philipp Emanuel; se familiarizó con la música de Vivaldi transcribiendo algunas de sus obras, y comenzó a componer preludios y fugas que integraría más tarde en "El clave bien temperado". En 1717 logró el puesto de maestro de capilla en la corte del príncipe Leopold von Anhalt-Köthen. Aquí compuso importantes obras instrumentales como las seis "Suites para violonchelo solo", las "Sonatas y partitas para violín solo" y los "Conciertos de Brandeburgo".

El repentino fallecimiento de su esposa dejó viudo a Bach en 1720. Un año más tarde se casó con la joven soprano de la corte de Köthen, Anna Magdalena Wilcke, con la que tuvo trece hijos; de todos ellos, Johann Christoph Friedrich y, sobre todo, Johann Christian llegaron a ser notables músicos. Su etapa más fecunda como compositor se desarrolló, desde 1723 hasta su fallecimiento, en Leipzig donde ejerció como Kantor en la Thomasschule; lo que conllevaba una intensa actividad musical en la Nikolaikirche, Paulinerkirche y, sobre todo, en la Thomaskirche donde está enterrado. Sus motetes, pasiones y ciclos de cantatas fueron escritos, estrenados y habitualmente dirigidos por él en estos templos. Además de sus compromisos docentes y obligaciones como autor de música religiosa, en 1729 se hizo cargo de la dirección del Collegium Musicum, sociedad musical de estudiantes fundada por Telemann, que mantenía sus veladas musicales en el Café Zimmermann de Leipzig. La dedicatoria de su "Misa en si menor" a Federico Augusto III de Sajonia, en 1733, le valió el título de Compositor de la corte sajona.

En 1747 Federico II el Grande le invitó a su palacio de Sanssouci, en Postdam, donde su hijo Carl Philipp Emanuel era clavecinista; de esta visita surgió su "Musikalisches Opfer". Durante esos años fue escribiendo "El arte de la fuga", y formó parte de la Correspondierende Societät der musicalischen Wissenschaften, ilustrada academia para la que compuso varias obras.

Bach falleció en Leipzig, en 1750, a la edad de 65 años. Las nuevas corrientes preclásicas contribuyeron a que, poco a poco, su ingente obra fuera cayendo en el olvido. Fue redescubierto para la posteridad por los músicos románticos, a partir de la biografía del musicólogo Forkel (1802), de la recuperación de su monumental "Pasión según San Mateo" por Felix Mendelssohn Bartholdy (1829) y de la Bach Gesellschaft, sociedad fundada en 1850.