Édesapja huszártiszt és földbirtokos volt, nagyszebeni szerb családból származó édesanyja négy nyelven beszélt és szépen zongorázott. A kisfiú tőle örökölte a művészetek iránti fogékonyságát, hétévesen már Shakespeare műveit bújta. Elemi iskoláit Pápán és Csöngén végezte, gimnáziumba Szombathelyen, Győrött és Sopronban járt, itt is érettségizett. Gyenge tanuló volt, ám költői tehetsége korán megmutatkozott, verseit a Pesti Napló és a Pesti Hírlap is közölte. Ezek közül az Öregek című annyira megtetszett Kodály Zoltánnak, hogy megzenésítette, Kosztolányi pedig így méltatta a 16 éves fiút: „Te, drága csodagyermek, úgy játszol nyelvünk zongoráján, mint kevesen”. A Nyugatban először 1932-ben jelent meg Weöres-vers, és még a szigorú ítész, Babits Mihály is lelkesen üdvözölte az ifjú költőt.
Az érettségi után apja csöngei birtokán dolgozott, majd a pécsi egyetemen jogi, később földrajzi és történelmi tanulmányokat folytatott, diplomát végül filozófia-esztétika szakon szerzett. Filozófiai doktorátusát 1939-ben szerezte meg, disszertációját A vers születése címmel írta. Már egyetemistaként bekapcsolódott a Batsányi Kör és a Janus Pannonius Társaság munkájába, részt vett a pécsi Öttorony című lap szerkesztésében is.
Első verseskötete Hideg van címmel 1934-ben jelent meg, a következő évben Baumgarten-jutalomban, 1936-ban Baumgarten-díjban részesült, ebből finanszírozta észak-európai és távol-keleti útját. 1941-től a pécsi Városi Könyvtár vezetője és a pécsi Sorsunk folyóirat társszerzője volt. A Nyugat 1941-es megszűnése után a Magyar Csillag, a Válasz, később a Diárium lapok közölték írásait.
Weöres Sándor 1943-ban az Országos Széchényi Könyvtár munkatársa lett, a második világháború végén a csöngei apai birtokon tartózkodott, majd rövid ideig Székesfehérváron volt múzeumi tisztviselő. 1947-ben feleségül vette Károlyi Amy költőnőt, akivel csaknem egy évet ösztöndíjjal a római Collegium Hungaricumban töltött.
Hazatérte után, 1949-től – politikamentes alkata és „formalizmusa” miatt – csak a magyar irodalomban új minőséget jelentő gyermekversei (Bóbita, Ha a világ rigó lenne) és műfordításai jelenhettek meg. 1956-ban kiadták ugyan A hallgatás tornya című válogatáskötetét, de 1964-ig ismét nehezen tudta írásait megjelentetni. 1959-ben Kínában, 1966-ban Nyugat-Európában és az Egyesült Államokban tett körutazást. 1964-ben Tűzkút című kötete előbb Párizsban, majd itthon jelent meg, pályája egyik csúcsát 1968-as Merülő Saturnus című kötete jelenti.
Helyzetét a Kossuth-díj konszolidálta, amelyet 1970-ben kapott meg; a pénzjutalomból alapította meg a Pásztor Béla-díjat fiatal költők számára. 1972-ben jelent meg Psyché című kötete, amelyben egy elképzelt, 18. századi, arisztokrata származású, félig cigány költőnő, Lónyay Erzsébet nevében írt verseket és fiktív naplót. A könyv, amelyből Bódy Gábor rendezett filmet, Weöres szerepjátszó készségének és stílusvirtuozitásának legszebb példája. 1977-es Három veréb hat szemmel című kötete a magyar költészet rejtett értékeiből és furcsaságaiból nyújt válogatást.
Életművében külön fejezetet jelent műfordítói munkássága, amely a költészet szinte valamennyi területére és korszakára kiterjedt. 1982-ben – Székács Verával együtt – elsőként jutalmazták Magyarországon Forintos Díjjal, a műfordítóknak járó legmagasabb szakmai elismeréssel. (A kitüntetés nevét 2002-ben Hieronymus-díjra változtatták.)
Az egyetemesség dalnokának is nevezett költőt különösen az antik kultúra és a keleti irodalom vonzotta, felfogására a keresztény és a platóni szemlélet egyaránt hatott. Írt mesejátékokat (A holdbeli csónakos), drámát (A kétfejű fenevad), oratóriumdrámát (Theomachia) és drámai költeményt, minden hangnemben és versformában ugyanolyan magas színvonalon alkotott.
Utolsó nagy fellépése Londonban volt, ahol 1980-ban felolvasóestet tartott. Hosszan tartó, súlyos betegség után Budapesten hunyt el 1989. január 22-én.
Csöngén 2006-ban avatták fel feleségével közös emlékházát, 2007-ben szülővárosa, Szombathely állított szobrot emlékére, és a helyi színház is az ő nevét viseli. A 2013-as Weöres Sándor centenáriumi év keretében a Magyar Posta emlékbélyeget, a Magyar Nemzeti Bank emlékérmét adott ki tiszteletére, a Petőfi Irodalmi Múzeumban kiállítás nyílt, és Braille-írással készült Weöres-kötet is megjelent. 2014-ben Pécsett avatták fel szobrát, Kligl Sándor alkotását.
A képen Weöres Sándor borotválkozás közben. Fotó: Dormán László
