1856年5月6日，弗洛伊德出生于摩拉维亚的弗赖堡一个犹太资产阶级家庭。幼年随家迁居维也纳。1873年进维也纳大学学医。
1882—1885年任维也纳医院助理医师，开始研究精神病学。1885年短期赴巴黎学神经学。回国后任维也纳大学特聘讲师。
1895年，与医生布鲁耶尔合作发表了《关于歇斯底里症的研究》后，创作渐趋旺盛。1902年，弗洛伊德任维也纳大学客籍教授，并组织“星期三心理研究小组”，后发展成“维也纳精神分析学会”。
1900年，弗洛伊德发表了《释梦》一书，这本书被认为是他的精神分析学说的奠基作。
弗洛伊德在《释梦》中指出，从个人外在的表情和行为可以看出他内在的情绪动向和思想法则。因此，他提出：可以通过科学的眼光来了解人性的奥秘。在精神分析的理论研究中，弗洛伊德还提出了人性的两重性观点。他认为，在人的身上有着两股相对立的情绪，即攻击性和服从性，它既可能发展成建设性的正面情绪，又可能成为破坏性的消极情绪。
1906年，其学说得到国际承认。1936年，弗洛伊德当选为英国皇家学会通讯会员。
弗洛伊德一生写有大量著作，重要的有《日常生活中的精神病理学》、《关于性欲理论的三篇论文》、《精神分析论》、《在快乐原则之外》、《群众心理学和自我分析》、《自我和伊特》、《恐惧》等，在国际上享有很高声誉。但在论述心理学、一般生物学和社会历史的现象时，他把人的需要生物化，将人的一切活动看成是本能表现，从而使其学说具有反科学的因素。
1938年法西斯德国吞并奥地利后，弗洛伊德流亡英国，于1939年3月23日死于癌症。