Ingresó en el seminario de Vic y cursó filosofía y teología en Cervera. Catedrático de matemáticas en Vic, se interesó por el movimiento intelectual francés. Para preparar la versión francesa de El protestantismo comparado con el catolicismo (1842) marchó a París y después pasó a Gran Bretaña, donde conoció los problemas socialista e irlandés.
De nuevo en Barcelona, dirigió la revista La Sociedad (1843) en la que abordó problemas económicos, sociales, y religiosos (propugnando la protección de la industria y agricultura catalana y las asociaciones obreras como instrumento para acuerdos sobre salarios y horas de trabajo o combatiendo la idea burguesa de que las reivindicaciones sociales eran asunto de orden público, así como el centralismo madrileño ante el incipiente nacionalismo catalán).
En 1844 marchó a Madrid, donde dirigió la revista El pensamiento de la nación, en la que desarrolló su ideario: monarquía, unidades de liberales y carlistas y restablecimiento de las relaciones con la Santa Sede. Viajó a Francia de nuevo donde elaboró la Filosofía fundamental (1846) y la resumió como Filosofía elemental (1847) aunque su primera obra filosófica fuera El criterio (1843).
Balmes, el filósofo más importante de la España del siglo XIX, moderniza la escolástica y a impulsos de la filosofía escocesa del sentido común, centra su atención en el problema de la certeza y en el criterio de ésta (conciencia, evidencia, instinto intelectual). Secretario del nuncio en Madrid (1847), influyó en la elección de obispos y escribió el libro Pio IX, mal acogido por círculos integristas, pues afrontaba la dificultad de juzgar la vía elegida por el papa. Miembro de la Real Academia (1848) enfermó gravemente y se retiró a Vic, donde murió en 1848.