Родился 29 января (9 февраля) 1783 года в селе Мишенском Тульской губернии. Незаконнорождённый сын помещика Афанасия Ивановича Бунина (1716—1791) и пленной турчанки Сальхи (в крещении — Елизаветы Дементьевны Турчаниновой; ум. 1811), привезённой в 1770 крепостными Бунина, участниками русско-турецкой войны, из-под крепости Бендеры (по другим данным, была взята в плен майором К. Муфелем, отдавшим её на воспитание Бунину). Фамилию свою ребенок получил от жившего в имении бедного белорусского дворянина Андрея Григорьевича Жуковского (ум. 1817), который по просьбе Бунина стал крёстным отцом ребёнка и затем его усыновил. Перед рождением будущего поэта семью Бунина постигло горе: из одиннадцати человек детей в короткое время умерло шестеро. Убитая горем Мария Григорьевна Бунина решила взять в свою семью новорождённого и воспитать его как родного сына. Усыновление не давало право на передачу дворянства, кроме того, по завещанию от отца сыну не досталось ничего.
Одна из законнорожденных сестёр Жуковского вышла замуж за брата Глафиры Алымовой, таким образом, породнившись с мужем Глафиры — А. А. Ржевским, вице-директором Академии Наук.
Для получения дворянства ребёнок был фиктивно зачислен на службу в Астраханский гусарский полк; получив звание прапорщика, которое давало право на личное дворянство, в 1789 году 6-летний Жуковский был внесён в дворянскую родословную книгу Тульской губернии и получил грамоту на дворянское достоинство, которая позволила ему впоследствии получить образование в частном пансионе, затем в Тульском народном училище.
В 1797 году 14-летний Жуковский поступил в Московский университетский благородный пансион и учился в нём четыре года. На втором году пребывания Жуковского в пансионе среди товарищей его, в числе которых были Дмитрий Дашков, Андрей и Александр Тургеневы, возникло особое литературное общество — Собрание, с официально утверждённым уставом. Первым председателем его стал Жуковский.
В печати Жуковский дебютировал «Мыслями при гробнице» (1797), написанными под впечатлением известия о смерти В. А. Юшковой. «Живо почувствовал я, — говорит 14-летний автор, — ничтожность всего подлунного; вселенная представилась мне гробом. Смерть! Лютая смерть! Когда утомится рука твоя, когда притупится лезвие страшной косы твоей?..»
В 1802 Жуковский познакомился с Карамзиным, увлекшись сентиментализмом. В «Вестнике Европы» было напечатано его «Сельское кладбище» — вольный перевод элегии английского сентименталиста Грея. Стихотворение обратило на себя всеобщее внимание. В следующем году появилась повесть «Вадим Новгородский», написанная в подражание историческим повестям Карамзина.
С 1805—1806 поэтическая сила Жуковского быстро возрастает, достигая своего высшего расцвета в 1808—1812. Всё это время Жуковский работал в «Вестнике Европы», а в 1808—09 был его редактором.
В 1808 явилась его «Людмила», переделка «Леноры» Г. А. Бюргера. С этой балладой в русскую литературу входило новое, совершенно особое содержание — романтизм. Жуковского захватило стремление в даль средних веков, в давно исчезнувший мир сказаний и преданий. Успех «Людмилы» воодушевил Жуковского.
В 1812 Жуковский поступил в ополчение. В лагере под Тарутином он написал «Певца во стане русских воинов», сразу доставившего ему несравненно большую известность, чем вся предшествовавшая его поэтическая деятельность. В тысячах списков оно разошлось в армии и в России.
В 1815 Жуковский стал одним из главных участников литературного общества «Арзамас», в шуточной форме ведшего упорную борьбу с консерватизмом классической поэзии. Там он знакомится с вологодским поэтом Константином Николаевичем Батюшковым и становится одним из его друзей и покровителей.
С 1816 Жуковский становится автором первого официального гимна России «Молитва русских». Это был перевод (правда, сильно измененный) текста английского гимна «God save the King». Музыка была также позаимствована у английского гимна (что в своё время сделали более 20 государств).
В 1816 Жуковский стал чтецом при вдовствующей императрице Марии Фёдоровне. В 1817 он стал учителем русского языка принцессы Шарлотты — будущей императрицы Александры Фёдоровны, а осенью 1826 был назначен на должность «наставника» наследника престола, будущего императора Александра II.
Жуковский был хорошо знаком с А. С. Пушкиным. Когда 27 января (8 февраля) 1837 года произошла смертельная дуэль Пушкина с Жоржем Дантесом, Жуковский передавал записки между императором Николаем I и А. С. Пушкиным. Эту обязанность разделил с ним врач Пушкина, лейб-медик императора Н. Ф. Арендт.
После гибели Пушкина, в 1837 году Жуковский объездил с наследником цесаревичем Россию и часть Сибири. После этого, в 1838—1839 годах Жуковский путешествовал с ним по Западной Европе. В Риме он особенно сблизился с Гоголем.
В 1841, в связи с совершеннолетием наследника, Жуковский ушёл в отставку. В этом же году в Дюссельдорфе состоялось бракосочетание 58-летнего поэта с 20-летней Елизаветой Евграфовной Рейтерн (1821—1856), дочерью его давнишнего приятеля, живописца Е. Р. Рейтерна.
Последние 12 лет жизни провёл в Германии, в кругу своих новых родных — сначала в Дюссельдорфе, позднее во Франкфурте-на-Майне, чуть не ежегодно собираясь побывать в России, но, по болезненному состоянию своей жены, так и не успев осуществить этого желания.
В начале 1842 Жуковский приступает к переводу «Одиссеи». В печати первый том «Одиссеи» вышел в 1848, второй — в 1849.
Умер 12 (24 апреля) 1852 в Баден-Бадене. Тело было перевезено в Россию и погребено в Петербурге на некрополе мастеров искусств Александро-Невской лавры.