Nació el 20 de agosto de 1778 en Chillán Viejo. Fue hijo de Ambrosio O'Higgins, gobernador de Chile (1788-1796) y virrey del Perú (1796-1801), e Isabel Riquelme y Mesa.

Recibió su primera instrucción en el Colegio de Chillán. Continuó sus estudios en Lima, Perú y posteriormente en Europa; primero en Cádiz, España, y completó su educación en exigentes colegios de Inglaterra, donde conoció a Francisco de Miranda, quien lo inició en las ideas independentistas.

A la muerte de su padre en 1801, regresó a Chile, donde tomó posesión de la hacienda "San José de Las Canteras", en los alrededores de la ciudad de Los Ángeles. Aquí se desarrolló plenamente y disfrutó de la vida de campo, la agricultura y caballería.

Fue elegido vocal “por la parte meridional”, siendo teniente coronel, en la Junta Provisional de Gobierno, 16 de noviembre de 1811. Renunció el 3 de diciembre de 1811.

Firmó el Acta y el Manifiesto de la Independencia de Chile, del 1 de enero de 1818, como Director Supremo del Estado. Como tal, firmó el proyecto de Constitución Provisoria para el Estado de Chile de 1818, publicado en 10 de agosto de 1818, sancionado y jurado solemnemente el 23 de octubre del mismo año. Como Director Supremo, firmó la Constitución Política del Estado de Chile de 1822, sancionada y promulgada en 30 de octubre de 1822.

El 16 de febrero de 1817 asumió como Director Supremo interino, siendo brigadier. Y en ese mismo cargo asumió como director supremo el 24 de marzo de 1818 y reasumió el 1 de abril de ese año. Reasumió nuevamente, el 14 de abril del mismo. Reasumió formalmente, siendo capitán general, el 3 de septiembre de 1820 y finalmente el 25 de noviembre de 1822, siendo capitán general.

Como militar y uno de los líderes de las ideas independentistas, junto a José Miguel Carrera, se incorporó al Ejército Patriota con el grado de coronel de milicias. Tras la batalla de El Roble (17 de octubre de 1813), logró relevancia y en noviembre de ese año consiguió ser nombrado jefe del Ejército Patriota, en reemplazo de Carrera. Participó en las batallas y posteriores negociaciones con el brigadier español Gabino Gaínza, como también en la batalla de Rancagua.

Durante el período de la Reconquista, organizó en Mendoza, junto a José de San Martín, el Ejército Libertador de Los Andes, y dirigió la ofensiva chilena, con lo cual se logró la independencia de Chile en 1818, tras la Batalla de Maipú.

Luego de la consolidación de la Independencia, con el cargo de Director Supremo, se dedicó a la organización del Estado a través de diversas acciones. Entre las obras de su gobierno tuvo gran relevancia la construcción de escuelas primarias, la reapertura del Instituto Nacional, de la Biblioteca Nacional y la creación de la Escuela Militar y la Academia de Jóvenes Guardias Marinas, que en actualidad es la Escuela Naval.

Durante su gestión como Director Supremo, tomaron medidas que generaron desontento entre la aristocracia criolla, como la abolición de los mayorazgos y los títulos de nobleza, la supresión de los escudos de armas y la creación de la legión al mérito. Debido a esta situación, disminuyó su respaldo político a su gestión, y para evitar un enfrentamiento mayor, abdicó el 28 de enero de 1823 y se fue exiliado a Lima, Perú, donde el Estado peruano le otorgó una hacienda en la que pasó sus últimos días.

En 1842, el general y entonces Presidente de la República Manuel Bulnes, lo autorizó a volver a Chile, pero falleció antes, en los preparativos para el regreso, el 24 de octubre de 1842.

Alcanzó los grados de Capitán General del Ejército de Chile, grado mencionado anteriormente en este texto; Brigadier de las Provincias Unidas del Río de La Plata y Gran Mariscal del Perú.

El 11 de enero de 1869, el Estado repatrió sus restos, cuando las corbetas de guerra "O'Higgins", "Esmeralda" y "Chacabuco" recalaron a Valparaíso, al mando del Vicealmirante Manuel Blanco Encalada, trayendo sus restos desde el puerto de El Callao, para ser sepultados en el Cementerio General.

En 1979 sus restos fueron trasladados al Altar de la Patria donde su urna permaneció cubierta por la bandera nacional y alumbrado por la llama de libertad. En marzo de 2006 y después de una remodelación del sector, el féretro quedó reinstalado en la cripta del mausoleo en lo que es hoy la Plaza de la Ciudadanía.