Hijo de un cirujano, en 1841 se instaló en París para seguir la carrera de derecho, que abandonaría debido a una grave dolencia nerviosa. Poco después (1844) se retiró a la finca paterna de Croisset para dedicarse por entero a la literatura. A una primera etapa juvenil pertenecen varias obras que permanecieron inéditas: Rabia e impotencia, Pasión y virtud, La danza de los muertos y Memorias de un loco.
En Croisset empezó a trabajar en la novela La tentación de San Antonio, que no sería publicada hasta 1874, e inició sus relaciones amorosas con Louise Colet, su musa y destinataria de una serie de cartas fundamentales para conocer su credo estético. En 1848 asistió en París al estallido de la revolución y entre 1849-1851 viajó en compañía de su amigo Maxime du Camp, por Egipto, Turquía, Palestina, Grecia e Italia. De vuelta a Francia, se dedicó a escribir su obra capital, Madame Bovary, que comenzó a publicarse por entregas en La revue de Paris (octubre 1856) y tras un procesamiento de su autor por ofensas a la moral, apareció en forma de libro en abril de 1857, constituyendo un rotundo éxito.
Basada en hechos reales, la novela se articula en torno al célebre personaje de una adúltera soñadora e insatisfecha, símbolo de una irremediable frustración sentimental y social que acaba suicidándose. La rigurosa objetividad del lenguaje flaubertiano que registra minuciosamente todos los rasgos y detalles capaces de iluminar la sicología de los personajes, supuso la principal innovación de Madame Bouvary.
Su siguiente novela fue Salambó (1862) ambientada en la antigua Cartago. Se inició luego una especie de interludio mundano del novelista en París, donde frecuentó a miembros de la familia imperial y trató con muchos escritores. A este periodo se adscribe La educación sentimental (1869), obra inspirada en la pasión del joven Flaubert por la esposa de un editor de música y la versión definitiva de La tentación de San Antonio (1874). Siguieron años de honda amargura para el escritor, testigo de la caída del imperio, de la invasión prusiana y de los terribles sucesos de la Comuna de París.
Agobiado por problemas de salud y económicos empezó a documentarse con la intención de escribir una novela sobre la estupidez humana, pero la interrumpió para redactar los Tres cuentos (1877) que incluyen La leyenda de San Julián el Hospitalario, Un corazón sencillo y Herodías. Un año después de su muerte, debido a una hemorragia cerebral, apareció su monumental sátira a la estupidez universal; Bouvard y Pécuchet. Uno de los grandes maestros del realismo moderno, Flaubert es el arquetipo del escritor que vive solo para la literatura y cuyo afán de perfección le exige esfuerzos verdaderamente titánicos.