Professor d’història i de filosofia de les ciències a Dijon i després a la Sorbona, es dedicà sobretot a l’epistemologia, a la filosofia de les ciències i a la psicoanàlisi en general. El reconeixement de la complexitat de les teories científiques l’obligà a refusar les simplificacions introduïdes per les interpretacions racionalistes. Afirmà l’existència d’un nou esperit científic, que s’oposa tant al predomini antic i medieval de la imatge com a l’esquema geomètric modern, i realitzà l’intent d’eixamplar el marc i l’estructura de la raó. Enfront de la pretensió de sabers absoluts, Bachelard destacà la necessitat d’atenir-se a coneixements aproximatius, dominats pel probabilisme. Entre les seves obres destaquen La valeur inductive de la relativité (1929), Le nouvel esprit scientifique (1934), Le rationalisme appliqué (1949), L’activité rationaliste de la physique contemporaine (1951) i Le matérialisme rationnel (1953). Pòstumament s’han publicat Le droit de rêver (1969), Études (1970), L’engagement rationaliste (1971) i Épistémologie (1971).