Народився в родині київського чиновника. Уже в гімназії, в 14 років, познайомився з ідеями марксизму і будучи гімназистом, керував підпільною організацією учнів київських середніх шкіл (200 осіб), яка вивчала твори демократів 1860-х і народників, що влаштовувала маївки. У 1892 увійшов до соціал-демократичну групу (1892), працював агітатором в робочому кварталі Києва. Як політично неблагонадійний, не отримав дозволу вчитися в столичних університетах, тому поїхав до Цюріха, де став учнем філософа-ідеаліста, емпіріокрітіка Р.Авенаріуса. Там же познайомився з П.Б.Аксельродом, В. І. Засулич, які входили в марксистську «Групу звільнення праці»; захоплювався Г. В. Плеханов, який долучив його до вивчення класичної філософії, а також робіт К.Маркса і Ф.Енгельса.
У 1897 повернувся в Росію, був обраний членом Московського комітету РСДРП, але незабаром був арештований і засланий до Калуги. Там він разом з іншими соціал-демократами, особливо - з А. А. Богдановим, які надали на нього глибоке враження, розгорнув пропагандистську роботу. Знову був заарештований, засланий до Вологди, потім Тотьму (1901-1903). Після II з'їзду РСДРП став більшовиком. З 1904 - в еміграції в Женеві, де включений до складу редакцій газет «Вперед!» І «Пролетар». У тому ж 1904 видав свою першу працю - Основи позитивної естетики. Вважався великим журналістом РСДРП; на III з'їзді РСДРП виступав з обгрунтуванням важливості організації збройного повстання, проте вже тоді у нього виникли філософські розбіжності з В. І. Леніним, що стали причиною відходу Луначарського від більшовизму після участі в Штуттгартский конгресі II Інтернаціоналу 1907.
З 1927 притягувався до дипломатичної роботи: був зам. керівника радянської делегації на конференції з роззброєння. Очолював радянську делегацію в Лізі націй
У 1929 залишив пост наркома при призначенні на посаду голови Вченої комітету при РНК СРСР.
З 1933 - призначений повпредом в Іспанію, але по дорозі захворів і незабаром помер (в Ментоне, на півдні Франції).
Прах похований в Кремлівській стіні.