Il naît à Dijon en 1683 (au 5, rue Vaillant) et meurt à Paris en 1764. 
Après de mauvaises études au collège des jésuites de Dijon (il ne dépasse pas la quatrième), il devient l'élève de son père, organiste, en compagnie de son frère Claude et de sa soeur Catherine et prend des leçons de musique chez quelques célébrités de la capitale bourguignonne.
Il voyage en Italie, écrit le Premier Livre de Clavecin et compose trois cantates : Médée, L'Absence, L'Impatience. A Paris, il est reçu premier au concours pour l'obtention des orgues de Sainte-Madeleine mais, à la suite d'un chagrin d'ordre sentimental, il revient à Dijon. Après de nouveaux voyages, il retourne à Paris, épouse Marie-Louise Mangeot, fille d'un musicien du roi et qui a elle-même un grand talent de chanteuse.
Il se découvre un mécène en la personne du général de la Pouplinière. Son oeuvre déconcerte d'abord ses contemporains, en particulier ceux qui n'admettent pas que Lulli puisse être dépassé. Rousseau comme Diderot se moquent de la musique de Rameau, la musique française comme on l'appelle par opposition à l'opéra italien. Voltaire, partisan de Rameau, engage une polémique. 

Rameau crée Hippolyte et Aricie,mal accueillie par le public, Castor et Pollux et plus tard, la Princesse, Pygmalion, le Temple de la Gloire, Lysis et Délie.

Il entre en 1761 à l'Académie de Dijon et meurt à Paris le 22 septembre 1764.

Il laisse de nombreuses compositions caractérisées par la richesse de l'harmonie.