Родился 25 октября 1838 г. в Париже в семье учителя пения. Заметив музыкальный талант сына, отец отдал его учиться в Парижскую консерваторию. Бизе блестяще окончил её в 1857 г. по классу композиции Ф. Галеви. Уже на выпускном курсе им была написана оперетта «Доктор Миракль».
При окончании консерватории Бизе получил Римскую премию, которая давала право на длительную поездку за казённый счёт в Италию для совершенствования мастерства. В Италии он сочинил свою первую оперу «Дон Прокопио» (1859 г.).
Вернувшись на родину, Бизе дебютировал на парижской сцене оперой «Искатели жемчуга» (1863 г.). Вскоре была создана следующая опера — «Пертская красавица» (1866 г.) по роману В. Скотта.
Несмотря на все музыкальные достоинства, успеха оперы не принесли, и в 1867 г. Бизе вновь обратился к жанру оперетты («Мальбрук в поход собрался»), А в 1871 г. создал новую оперу — «Джамиле» по поэме А. Мюссе «Намуна».
Настоящую известность и славу принесла композитору симфоническая музыка к драме А. Доде «Арлезианка» (1872 г.); впоследствии из неё были составлены две оркестровые сюиты. После «Арлезианки» Бизе опять обратился к опере — в 1875 г. была написана знаменитая «Кармен» по новелле П. Мериме. Опера-комик в 1875, была встречена публикой и критикой довольно холодно. Либретто оперы упрекали в вульгарности, а музыку — в чрезмерной «учености», бесцветности, недостаточной романтичности и изысканности. Неуспех «Кармен» тяжело подействовал на Бизе и роковым образом отразился на его здоровье: за обострением тонзиллита последовали два сердечных приступа, второй из которых оказался смертельным — он скончался 3 июня 1875 г. в Париже.