Format a Magdeburg, en contacte amb els germans de la vida comuna (germà de la vida comuna), i a Eisenach (1498), passà després, gràcies al progressiu millorament econòmic de la seva família, dedicada a la mineria, a la Universitat d’Erfurt, on rebé una formació de tendència nominalistaoccamista i en fou investit magister artium (1505). El mateix any 1505, malgrat l’oposició paterna, ingressà en el convent dels agustins observants. Ordenat de prevere (1507), començà el seu magisteri com a lector en arts al monestir, adherit a la universitat. Cridat pels agustins de Wittenberg (1508), regí la càtedra d’ètica aristotèlica, i simultàniament prosseguí els estudis de teologia a la universitat, on rebé el batxillerat en Bíblia (1509), el qual li permetia la docència, que exercí al convent i estudi general augustinià d’Erfurt. De l’octubre del 1510 al març del 1511 residí a Roma, per defensar davant el general de l’orde la posició dels convents de l’observança; de retorn anà a Wittenberg per concloure els estudis de teologia, i en rebé el doctorat (1512). Ocupà diversos càrrecs, tant en el convent —sotsprior i regent d’estudis— com en l’orde —vicari de l’observança a Turíngia—, però es dedicà principalment a la docència. El mateix 1512 succeí Staupitz, el seu director espiritual i mentor en els estudis, en la càtedra d’Escriptura de la universitat de Wittenberg, que regí fins a la mort, exceptuant el bienni 1521-23.
El 31 d’octubre de 1517 feu públiques les anomenades 95 tesis de Wittenberg clavant-les a la porta de l’església de la universitat, fet molt probablement fals però que popularment és considerat l'inici de la Reforma. En aquest document, que concebé com una crítica a l’Església Catòlica, codificà 2 postulats bàsics que es convertiren en l’eix del moviment: d’una banda, que la Bíblia és l’autoritat religiosa primordial i de l'altra que la salvació és només assolible (però no inevitablement) per la fe i no pas per les obres. Seguint el fil del seu ensenyament des del 1515, hom s’adona que el problema de la seva personal predestinació i salvació, que l’havia inquietat i que s’havia plantejat al voltant del 1508, agreujat pel seu caràcter temperamental i els seus escrúpols, s’obrí pas per trobar una doctrina coherent i clara que li resolgués aquest problema i l’alliberés de la seva angoixa. La pugna contra l’escolàstica aristotèlica, que volgué substituir per l’augustinisme, el portà a aplicar a les qüestions del pecat i de la concupiscència tot un conjunt d’afirmacions augustinianes estrictes, que l’ajudaren a emprendre una nova lectura dels texts paulins, i sobretot de la carta als romans, fins a descobrir la concepció de la fe fiducial en Crist salvador com a causa única de la salvació, amb l’exclusió de tot altre mitjà i de la col·laboració de l’home amb les seves bones obres, que ell considerà necessàries com a testimoniatge de l’elecció de Déu i no pas com a meritòries de salvació.
Aquesta crisi interna religiosa esclatà amb la qüestió de les indulgències. Luter, que durant la controvèrsia havia anat perfilant i radicalitzant el seu pensament, respongué a la butlla condemnatòria (Exsurge Domine) de Lleó X (1520) amb l'Adversus execrabilem Antichristi bullam, en la qual encara més obertament es traspassava al nivell eclesiològic la discussió fins aleshores mantinguda en el nivell de la soteriologia; l’Església era presentada com la congregació de cors en una sola fe, presidida per Jesucrist en el cel i solament per ell regida, sense que el papa tingui absolutament cap lloc en l’Església. D’altra banda, la trilogia d’obres aparegudes durant el darrer semestre del 1520 —An den Christlichen Adel Deutscher Nation (‘A la noblesa cristiana de la nació alemanya’), De captivitate Babylonica Ecclesiae (‘La captivitat babilònica de l’Església’) i Von der Freiheit eines Christenmenschen (‘La llibertat del cristià’)— donava una nova interpretació de la relació fe-Escriptura-creient (que excloïa qualsevol intervenció autoritària del magisteri), del concepte de sagrament amb vista al creixement de la fe fiducial i de la reducció de dos sagraments —baptisme i eucaristia—, tot conservant una certa penitència. La ruptura amb l’Església restà determinada per la butlla d’excomunió personal de Luter (3 de gener de 1521). Convocat per l’emperador Carles V a la dieta de Worms, a petició del senyor de Wittenberg, Frederic de Saxònia, el 26 de maig de 1521, fallits els intents d’aconseguir la seva retractació, fou signat l’edicte de proscripció imperial; però ja Luter estava refugiat en el castell de Wartburg (4 de maig de 1521 — 3 de març de 1522), on es dedicà a l’estudi i a la traducció a l’alemany del Nou Testament, dins el pla general de traducció de tota la Bíblia, que acabà el 1534. La implantació descontrolada de la reforma de Wittenberg l’obligà a tornar-hi.
A poc a poc es configurà la nova Església: missa en llengua del poble, visita a les comunitats que comportà l’establiment dels superintendents (figura semblant a bisbes seculars) i redacció dels dos catecismes de Luter —el gros i el petit— (Grosser Katechismus i Kleiner Katechismus) (1529). El 1525, alhora que prenia una postura molt dura contra els camperols revoltats, amb els quals inicialment havia actuat de mitjancer, es casà amb Katharina von Bora, de la qual tingué cinc fills. La controvèrsia amb Erasme sobre el lliure albir —De servo arbitrio (1525)— el portà a l’enfrontament amb ell i, a més, acabà en fracàs el col·loqui religiós organitzat per Felip de Hessen, cap militar del luteranisme, a qui Luter permeté de viure en bigàmia, per aconseguir l’acord amb Zwingli sobre l’eucaristia. Els intents que a partir de la Dieta d’Augsburg (1530) féu Melanchthon per arribar a un acord amb els catòlics fallaren per la postura intransigent de Luter, que concedí als seus seguidors el dret de defensa armada contra l’emperador i donà lloc a les lligues militars. Enfront de la convocatòria d’un concili ecumènic a Màntua redactà els articles d’Esmalcalda (1537), fixà la postura luterana i es refusà a acudir-hi, refús que es reproduí en ésser convocada la primera etapa del concili de Trento (1545). A la fi del 1545 passà a Mansfeld per resoldre uns conflictes sorgits en la noblesa local; poc després la mort li arribà, d’una forma quasi sobtada. La publicació de les seves obres completes fou iniciada a Weimar el 1883, i han estat dividides en quatre sèries: escrits de Luter per ordre cronològic d’aparició (57 volums), traducció de la Bíblia, col·loquis de sobretaula (6 volums) i correspondència. Una obra catequètica de Luter ha estat traduïda al català per Lluís Duch: Explicació del Parenostre (1984). Coincidint amb el 450è aniversari de la seva mort, hom publicà diverses traduccions catalanes de les seves obres: La llibertat del cristià i altres escrits (1996), a càrrec d’Émilienne Meier i Joan Vinyes, i El serf albir (1996), a càrrec de Joan Carbonell.