Fill natural d’un noble italià i d’una polonesa, cursà estudis incomplets a causa de la vida atzarosa i viatgera de la seva mare, amb la qual, el 1899, s’instal·là a París. El 1903 fundà la revista Le Festin d’Esope, on publicà les primeres proses de L’enchanteur pourrissant (1909). El 1904 conegué Picasso i Max Jacob; a través dels seus amors amb Marie Laurencin s’integrà al món artístic. El 1909 rebé l’encàrrec de dirigir dues col·leccions de texts satírics i llibertins —ocupació que mantingué fins a la fi de la seva vida—, on reedità Sade, en aquells moments completament oblidat. Publicà Hérésiarque et Cie (1910) i Le bestiaire (1911), però fins l’aparició d'Alcools (1913) no començà a ésser considerat com un dels grans poetes francesos de tots els temps. Trencà amb Marie Laurencin poc abans de publicar Méditations esthétiques (1913), el primer llibre dedicat als pintors cubistes. Es declarà futurista i, a partir del 1914, escriví nombrosos cal·ligrames. En esclatar la Primera Guerra Mundial demanà autorització per a incorporar-se al front. El 1916, un tros de metralla el ferí al cap i hagué d’ésser trepanat, episodi que es reflectí a la nombrosa iconografia ja clàssica d’un Apollinaire amb el cap embenat. Mobilitzat encara, però ja reincorporat a la vida parisenca, estrenà Les mamelles de Tirésias (1917) i publicà Calligrammes (1918), on recollí la major part dels poemes escrits al front. El 1918 es casà amb Jacqueline Kolb i morí el 9 de novembre del mateix any, víctima de l’epidèmia de grip. Molt de temps després de la seva mort foren publicades, entre d’altres obres inèdites, Ombre de mon amour (1947) i Le guetteur mélancolique (1952).
L’obra d’Apollinaire no és comprensible sense explicar el profund lligam que la uneix amb l’esperit i els grans trasbalsos històrics del seu temps: es trobà al centre de la crisi política i estètica de començament de segle. La seva poesia és, alhora, el reflex d’un món que s’acaba i del començament d’una nova etapa. A cavall d’aquests dos mons, Apollinaire trencà amb les formes poètiques clàssiques, tot conservant, però, el sentit de la musicalitat dels simbolistes i el llenguatge viu i desimbolt de la tradició popular i de Villon. Lírica i imaginativa, elegíaca i barroca, l’obra d’Apollinaire assenyala, més que no pas cap altra del seu temps, les contradiccions i les tensions del canvi històric.
Apollinaire ha tingut una gran influència sobre la poesia contemporània: se'n troben nombroses reminiscències a la poesia catalana, especialment formals (cal·ligrames de Salvat-Papasseit i de Josep Maria Junoy) i temàtiques (Bestiari, de Pere Quart). Com Baudelaire, Apollinaire es dedicà sovint a comentar l’art del seu temps i influí poderosament sobre els artistes. Començà publicant articles sobre art el 1902 a L’Européen, i un estudi sobre el museu germànic de Nuremberg. Vinculat encara a idees més o menys tradicionals, el fet de viure molt de prop l’aparició del fauvisme i del cubisme i la seva amistat amb els promotors en feren el primer i el més brillant exegeta d’aquests corrents. D’altra banda, influí molt en l’interès per l’art dels negres i pel del douanier Rousseau. Fou un dels descobridors de Picasso, sobre el qual escriví a La Plume (1905). Arribà a sistematitzar-se al llibre Les Peintres cubistes (1903) i comprengué el pas d’un art d’imitació a un art de concepció. Fou amic de Chirico, i s’interessà pel naixent surrealisme, del qual inventà el nom (1917).