Párizsban született 1844. április 16-án Anatole Francois Thibault néven. Apja tekintélyes könyvkereskedő volt, France élete nagy részét könyvek között töltötte. Középiskolai tanulmányait egy katolikus magániskolában folytatta, majd könyvtárosi főiskolát végzett. Iskolaévei alatt alapozta meg elmélyült humanista műveltségét, és ekkor határozta el, hogy életét az irodalomnak szenteli. Hamarosan ismert költő lett, Leconte de Lisle parnasszista köréhez csatlakozott. Elegáns klasszicizálásuk, műgondjuk és igényes stílusuk megfelelt hajlamainak, de köztársasági érzelmei és antiklerikalizmusa hamar eltávolította az ideológiai program nélküli csoporttól.
Különböző lapok irodalomkritikusaként és könyvtárosként is dolgozott, első, 1868-as kötete is irodalomtörténeti-kritikai mű a romantika vezéralakjáról, Alfred de Vignyről. Válogatott verseinek gyűjteménye csak öt évvel később jelent meg. Költői korszakának fő műve az Idillek és legendák. A korinthoszi menyegző című verses dráma, amelyben harcos egyházellenessége okán szakított a parnasszistákkal, s több politikai verse is szemben áll a l'art pour l'art felfogással.
1876-ban a francia szenátus könyvtárosává nevezték ki. Egy évvel később megnősült, ám a 15 évig tartó házasság nem volt boldog, felesége idegenkedve szemlélte férje irodalmi ambícióit. Ebben az időszakban költői énje elhallgatott, érdeklődése egyre inkább a próza és a naturalizmus felé fordult. 1879-ben egy kötetben megjelent két kisregénye, A sovány kandúr és a Jocaste, amelyek előadásmódján Zola és Flaubert hatása is érezhető. Az igazi áttörést és elismertséget 1881-es regénye, a Bonnard Szilveszter vétke hozta el számára, amelyben már megtalálta saját stílusát: a finom pszichológiával, derűvel, szkepszissel és optimizmussal átszőtt emberábrázolást.
Kislánya születésekor feléledtek saját gyerekkori emlékei, s megkezdte áttételes önéletrajzát, amelynek első kötete Barátom könyve címmel jelent meg. Ebben az időben France már ünnepelt író volt, az irodalmi szalonok híresen szellemes kedvence, a szalonéletben ismerkedett meg nagy szerelmével, Léontine de Caillavet-vel. Ez a szerelem ihlette a szentté váló legendás hírű alexandriai kurtizán történetét feldolgozó Thaisz című regényét, valamint a Firenzében játszódó szerelmes történetét, leglíraibb művét, A vörös liliomot. Ennek az időszaknak fontos műve még a humoros-kalandos A Lúdláb Királynő (egyes fordításokban Királyné), amelyben megjelenik France egyik alteregója, Coignard abbé, a 18. századi szkeptikus, a felvilágosodás közeledtét érző, okos pap, s mellette a tanulni vágyó, egészségesen érzéki ifjú tanítvány, Nyársforgató Jakab. France ebben az időben kezdett novellákat írni, amelynek hamarosan egyik legkiválóbb mestere lett.
France-t 1896-ban a Francia Akadémia rendes, állandó tagjává választották, Ferdinand de Lesseps helyére. Akkoriban a francia közvéleményt a Dreyfus-ügy foglalkoztatta, s Zola mellett ő is fellépett az igazságért. Irodalmi tevékenységében is egyre inkább a kora társadalmának élő kérdéseire összpontosított: a Jelenkori történet című, négy regényből álló ciklusában Bergeret úr, a kissé ügyetlen vidéki, majd Párizsba kerülő tanár is az író hasonmása, aki a szellemi szférába húzódó értelmiségiből a Dreyfus-ügy eseményeinek hatására harcos közéleti emberré válik.
Társadalmi elkötelezettsége egyre mélyült, és amikor megismerkedett Jean Jaurès-zel, a francia szocialisták vezérével, maga is a szocializmushoz közeledett. Némileg szocialista szempontból kezdte bírálni a francia történelmet A pingvinek szigetében, Crainquebille című kisregénye pedig már a kapitalista társadalom kritikájának tekinthető. Be akarta mutatni az igazi népi hőst: a Jeanne d'Arc élete című munkája kitűnő korrajz, és Shaw drámájának is alapanyagául szolgált. Közben a harcos publicisztika mestere lett, cikkei a jobb jövő hitét, a küzdelem értelmét sugározták. A társadalmi kérdéseket vizsgálva eljutott a francia forradalomhoz, vonzó és riasztó világáról írta Az istenek szomjaznak című regényét.
Az első világháború kitörése, Jaurès meggyilkolása, a szocialisták nacionalizmusa elbizonytalanította az írót. Egy ideig maga is úgy gondolta, hogy a fő veszély a német imperializmus, de rádöbbent, hogy a háború, a népek egymás ellen uszítása a valódi tragédia. 1917-ben üdvözölte az orosz forradalmat, a háború végén elítélte az igazságtalan békéket.
1920-ban feleségül vette élettársát, Emma Laprévotte-ot, és ebben az évben a Francia PEN Club elnökének választották. 1921-ben „briliáns írói pályafutásáért, letisztultan fennkölt stílusáért, lenyűgözően franciás szellemiségéért és mélységes humanizmusáért” irodalmi Nobel-díjat kapott.
Hátralévő éveiben életművét rendezte kiadás alá, néhány munkájában jelentős javításokat eszközölt, és volt olyan is, hogy teljesen átírta a művét. 1924. október 12-én halt meg Saint-Cyr-sur-Loire településen.
Életműve gondolatgazdag és közérthető, ő a francia irodalom egyik legnagyobb stílusművésze. Szerb Antal így írt róla: „France késői ember, fáradt és dekadens, századvégi, civilizáció-végi. Stílusvarázsa az az utolsó napfény, amely alkonyatkor tör elő viharfelhők alól a látóhatár szélén és fájdalmas méz-színnel borítja be a világot.” Könyveinek sorsa változó, hol igen olvasott, hol háttérbe kerül. Nagy írókra is hatott, mint Proust vagy Huxley, Magyarországon is igen népszerű volt, Ady Endre, Justh Zsigmond, Ignotus Pál, Ambrus Zoltán, Babits Mihály, Nagy Lajos műveiben követhető stílusa vagy gondolatvilága.
