Родился 2 января 1837 г. (по новому стилю)
в Нижнем Новгороде. Первой учительницей музыки стала для Балакирева его мать, которая занималась с сыном с четырёхлетнего возраста. Правда, образование Балакирев получил не музыкальное, окончив в 1854 г. математический факультет Казанского университета. Но музыку не оставлял, обучаясь самостоятельно, и с 15 лет начал выступать в концертах как пианист.
На заре его музыкальной карьеры стоял А. Д. Улыбышев, первый серьёзный исследователь творчества В. А. Моцарта. Вместе с ним в 1855 г. Балакирев приехал в Петербург, где познакомился с М. И. Глинкой. Вскоре вокруг Балакирева, который отличался не только музыкальной эрудицией, но и умением тонко и метко анализировать произведения, стали группироваться молодые талантливые музыканты. Этот кружок, окончательно сложившийся в 1862 г., был назван впоследствии «Могучая кучка». В объединение кроме Балакирева входили М. П. Мусоргский, Н. А. Римский-Корсаков, Ц. А. Кюи и А. П. Бородин.
Балакирев способствовал повышению уровня музыкального образования своих единомышленников. «Так как я не теоретик, я не мог научить Мусоргского гармонии, но я объяснял ему форму сочинения… технический склад произведений и его самого занимал разбором формы», — писал Балакирев в письме В. В. Стасову, одному из идеологов кружка.
В 1862 г. в Петербурге была открыта Бесплатная музыкальная школа, любимое детище Балакирева. С 1868 г. он стал её директором. 50-—60-е годы XIX в. — пора расцвета композиторского таланта Балакирева. На открытие памятника Тысячелетию России в Нижнем Новгороде он написал увертюру «1000 лет» (1864 г.; переработана в симфоническую поэму «Русь» в 1887 г.).
В 1869 г. закончена фортепианная фантазия «Исламей», ставшая любимым произведением Ф. Листа. Кроме того, Балакиревым написано более 40 романсов на стихи А. С. Пушкина, М. Ю. Лермонтова, А. В. Кольцова. Была даже попытка создать оперу «Жар-птица», но произведение осталось незаконченным.
Тяжёлый душевный кризис, последовавший в 1874 г. после отказа от должности директора Бесплатной школы и связанный в основном с трудностями материального характера, привёл к тому, что Балакирев на несколько лет отошёл от всех музыкальных дел.
В 1881 г. по просьбе совета школы он возвратился на должность директора, но так до конца и не оправился от душевных переживаний. Единственное значительное сочинение последнего периода — симфоническая поэма «Тамара» (1882 г.), созданная на сюжет Лермонтова. Тем не менее творческая и общественная деятельность Балакирева оказала огромное влияние на дальнейшее развитие русской музыки.
Композитор умер 29 мая 1910 г. в Петербурге.
В «Могучую кучку» входили :