Fill d’un advocat, estudià amb els jesuïtes de Roan (1615-22) i el 1624 es llicencià en dret. El 1628, el seu pare li comprà un càrrec d’"advocat del Rei”, que exercí durant vint-i-dos anys. Després de l’èxit de la primera comèdia, Mélite (1929), estrenà diverses obres a París i obtingué una pensió de Richelieu. D’aquesta primera època es destaca la “féerie” L’illusion comique (1636). Le Cid (1636), tragèdia inspirada en Guillem de Castro, el situà com a primer dramaturg del seu temps per la profunditat amb què analitzava les passions i per la majestuositat dels versos. La llarga polèmica que suscità (hom l’acusava de no observar les “unitats acadèmiques” i d’ésser immoral) contribuí al seu èxit. Tanmateix, la disputa determinà una pausa en la seva producció, que reprengué amb tres de les seves millors tragèdies: Horace (1640), la primera que respectà les unitats de temps i lloc, i on el triomf del deure sobre la passió esdevingué un ideal arquetípic, Cinna (1640), també de tema romà, la més reeixida de les seves tragèdies polítiques, i Polyeucte (1642), subtitulada “tragèdia cristiana”, de tema religiós (traduïda al català el 1789 pel prior de Cuixà, Miquel Ribes). El 1641 s’havia casat amb una noia de la burgesia benestant, de la qual tingué sis fills. En morir Richelieu, fou protegit per Mazzarino.
El seu prestigi es consolidà amb Pompée (1643), Le menteur (1644) —inspirada en La verdad sospechosa, de Juan Ruiz de Alarcón—, que creà el model de la comèdia clàssica francesa, i Rodogune (1644), que exemplificava la teoria corneil·liana sobre la inversemblança de la tragèdia. El fracàs de Théodore, vierge et martyre (1646) no li impedí d’ésser elegit membre de l’Académie (1647). Andromède (1650) fou estrenada encara sense problemes davant els reis, però de seguida els esdeveniments de la Fronda repercutiren en la seva carrera: Don Sanche d’Aragon (1650), possible prefiguració del drama romàntic, provocà les ires de Condé, el qual hi veié al·lusions a la situació política, i Nicomède (1651), apologia aparent de Condé (aleshores presoner per rebel·lió), l’enemistà amb Mazzarino. A més, el fracàs de la tragèdia Pertharite (1651) l’allunyà de l’escena uns quants anys, que dedicà a la traducció en vers de la Imitació de Crist (publicada el 1656).
El 1658, sota la protecció del superintendent de finances Fouquet, tornà a interessar-se per la literatura, alhora que escrivia versos galants a una actriu de la companyia de Molière, Marquise du Parc. En caure Fouquet, Corneille fou protegit pel duc de Guisa, el qual, el 1662, acollí l’escriptor i la seva família al seu palau de París. Bé que la seva reincorporació al teatre fou poc afortunada (Õdipe, 1659; Le Toison d’or, 1660), aquest fou el moment culminant del seu prestigi: el 1663 hom feu una edició monumental de tot el seu teatre, en dos volums, i Lluís XIV li atorgà una pensió. Les noves tragèdies polítiques (Sertorius, 1662; Sophonisbe, 1663) i el retorn a les comèdies heroiques i galants del començament (Agésilas, 1666; Attila, 1667) en marquen una clara decadència. Són també poc brillants els seus poemes cortesans, com Les victoires du roi (1667). Els primers èxits del jove Racine amenaçaven la seva hegemonia, i el 1670, Tite et Bérénice no pogué resistir la comparació amb la Bérénice raciniana. El 1672 trobà ja dificultats per a estrenar Pulchérie, i el fracàs de Suréna el 1674 el mogué a renunciar a escriure. Corneille representà molt bé l’inici del classicisme teatral francès i els ideals de la generació de Lluís XIII.