Nacque a Parigi nel 1743, da famiglia agiata. Dimostrò fin da giovane attitudine per le ricerche scientifiche e tecniche. Vi si dedicò con entusiasmo e impegno, tanto che a soli 25 anni fu nominato membro dell'Accademia delle scienze di Parigi. Tuttavia intraprese una carriera del tutto diversa da quella scientifica. Entrò infatti nel 1768 nella Ferme générale: era questa una organizzazione di carattere finanziario, a cui i re di Francia affidavano da secoli il compito di riscuotere le tasse. Naturalmente l'organizzazione tratteneva per sé, sulle somme incassate, notevoli percentuali. Era insomma quello che oggi si direbbe « l'appalto delle imposte ». Nel 1779 Lavoisier divenne uno dei capi dell'organizzazione: la carica era redditizia, ma naturalmente odiata dal popolo, che di tasse ne pagava sproporzionatamente ed aveva la tendenza ad odiare maggiormente chi raccoglieva le somme di chi comandava che fossero raccolte. Lavoisier non faceva come altri che sperperavano o accumulavano per interessi personali i profitti: egli adoperava il denaro che gli perveniva da quella professione (e molto probabilmente l'aveva scelta per questo), attrezzando il suo laboratorio scientifico e acquistando i materiali molto costosi che gli servivano per le esperienze. I risultati che via via raggiungevano avevano fatto di lui uno dei membri più noti e influenti dell'accademia.

Quando nel 1788 il re si decise a promettere la convocazione degli Stati Generali, il grande chimico partecipò sinceramente all'unanime entusiasmo dei Francesi. Dopo un anno venne nominato a un posto di alta responsabilità nella Tesoreria Nazionale e lasciò la Ferme générale. Ma ormai la rivoluzione raggiungeva forme estreme, che non potevano riscuotere l'approvazione di un moderato come Lavoisier. Egli a un certo punto si schierò contro il grande moto rivoluzionario. Alla fine del 1793 fu decretato l'arresto per tutti i dirigenti della Ferme générale. Lavoisier cercò invano di dimostrare che egli da tre anni aveva abbandonato quella carica. Fidando che la sua grande fama di scienziato potesse salvarlo, non cercò nemmeno di sottrarsi all'arresto e si costituì. Sapeva anche che molti suoi colleghi scienziati, che lo conoscevano a fondo, erano amici dei rivoluzionari e sperò che lo appoggiassero. Si ingannava. Il tribunale rivoluzionario lo processò e lo condannò a morte. Salì sulla ghigliottina l'8 maggio 1794. Per i risultati che raggiunse, per le innovazioni che introdusse nel metodo della ricerca e per il modo con cui elaborava i dati ottenuti negli esperimenti, Lavoisier viene considerato come lo scienziato che ha iniziato la prima fase veramente scientifica nella storia della chimica. Nello studio dei fenomeni chimici si serviva largamente della bilancia di precisione. Con essa ottenne dei risultati quantitativi che gli permisero di arrivare a enunciare il « principio di conservazione della massa», secondo il quale i corpi si trasformano (chimicamente) ma non si distruggono. Stabilì la composizione dell'aria e dell'acqua. Studiò l'ossigeno, la combustione, la respirazione, la fermentazione, dando sempre giuste interpretazioni in contrasto con le precedenti confuse e vaghe. Rinnovò il linguaggio e la nomenclatura scientifica, offrendo uno strumento più valido per tutti quegli studiosi che proseguirono la sua opera malauguratamente interrotta.