牛頓出生前三個月，父親去世了。當他兩歲時，他的母親再婚了。牛頓從此由祖母撫養。11歲時，牛頓在丈夫去世後回到母親身邊。牛頓從5歲開始被送到公立學校，12歲進入壹所中學。牛頓少年時並不是神童。他資質壹般，成績壹般，但他喜歡看書，看介紹各種簡單機械模型制作方法的書，受其啟發自己動手制作壹些稀奇古怪的小玩意，比如風車、木鐘、折疊燈籠等等。藥劑師家附近正在建造壹座風車。了解了風車的機械原理後，牛頓自己做了壹個小風車。驅動他風車的不是風，而是動物。他把老鼠綁在壹個有輪子的跑步機上，然後在輪子前面放壹個玉米，正好放在老鼠夠不到的地方。老鼠想吃玉米，所以壹直跑，所以輪子壹直轉。他還做了壹個小水鐘。每天早上，小水鐘都會自動往他臉上滴水，催他起床。
後來生活所迫，他媽媽讓牛頓休學在家種地。但是牛頓對農業不感興趣，所以他壹有機會就把壹本書埋起來。每次，當他的母親告訴他和仆人壹起去市場，熟悉做生意的生意時，他就懇求仆人獨自去購物，而他則躲在樹後看書。有壹次，牛頓的叔叔起了疑心，跟著牛頓來到了上市鎮。他發現他的侄子伸開四肢躺在草地上，全神貫註於壹道數學題。牛頓的好學精神感動了他的叔叔，於是他說服了母親讓牛頓重返校園。牛頓回到學校，從書本中汲取營養。他寫了壹首名為《三冠》的詩，表達了他為了實現獻身科學的理想而甘願忍受痛苦:
世俗的皇冠，我鄙視他就像腳下的塵土，它是沈重的，而最好的只是壹片空虛；但現在我很高興迎接荊棘王冠。雖然疼，但味道以甜為主。我看到榮耀的皇冠呈現在我面前。它充滿了幸福和永恒。
年輕的牛頓牛頓19歲進入劍橋大學，成為三壹學院的減費生。他通過為大學做家務來支付學費。在這裏，牛頓開始接觸大量的自然科學著作，並經常參加學院舉辦的各種講座，包括地理、物理、天文和數學。牛頓的第壹任教授艾薩克？巴羅是壹位博學的學者。這位學者眼光獨到，看出牛頓具有深刻的觀察力和敏銳的理解力。於是他把自己所有的數學知識都教給了牛頓，包括計算曲線圖形面積的方法，把牛頓引向了現代自然科學的研究領域。
後來牛頓回憶說:“巴羅博士當時教授運動學方面的課程，也許正是這些課程促使我研究這個問題。”
當時牛頓很大程度上依靠自學數學。他研究了歐幾裏得的《幾何原本》、笛卡爾的《幾何》、沃利斯的《無窮算術》、巴羅的數學講義以及許多數學家的作品。其中笛卡爾的《幾何》和沃利斯的《無窮算術》對牛頓產生了決定性的影響，將牛頓引向了當時數學的前沿——解析幾何和微積分。1664年，牛頓被選為巴羅的助手，第二年，劍橋大學理事會通過了授予牛頓學士學位的決定。
就在牛頓準備留校深造的時候，壹場嚴重的瘟疫席卷了英國，劍橋大學因此關閉，牛頓離開學校回國。家鄉安靜的環境讓他的思想展翅飛翔，以整個宇宙為屏障。這短暫的時間成為牛頓科學生涯的黃金時代，他的三大成就:微積分、萬有引力和光學分析都是在這個時候構思和形成的。可以說，此時的牛頓已經開始描繪他壹生中大多數科學創造的藍圖。
牛頓年的怪異復活節後不久，牛頓回到劍橋大學，在5438年6月+10月當選為三壹學院的初級學院委員會，次年獲得碩士學位，成為高級學院委員會。1669年，巴羅辭去教授職務幫助牛頓，26歲的牛頓升任數學教授。巴羅的辭職壹直是科學史上的壹個故事。
牛頓不擅長教學。他教新發現的微積分，學生接受不了。但他解決難題的能力遠超常人。當他還是學生的時候，牛頓發現了壹種計算無窮大的方法。他用這個秘密的方法把雙曲面積計算到250位數。他曾經花高價買了壹個棱鏡作為科學研究的工具，用它來測試白光分解成彩色光。起初，他不想發表他的觀察結果。他的發現只是個人的消遣，為了在沈默的研究中自娛自樂。他壹個人在自己創造的超級世界裏遊蕩。後來，在好友哈雷的勸說下，他勉強同意發表自己的手稿，劃時代的巨著《自然哲學的數學原理》問世了。
作為壹名大學教授，牛頓經常忙得不修邊幅。他經常不系領帶、吊襪帶和馬褲就走進大學餐廳。有壹次，他向壹個女生求婚的時候，又走神了，只記得無窮二項式定理。他抓住女孩的手指，誤以為是管子，強行塞進管子，導致女孩尖叫著離開了他。牛頓因此從未結婚。
牛頓不慌不忙地觀察日常生活中的小事，做出了科學史上的重大發現。他很邋遢，開了很多玩笑。有壹次，他壹邊看書，壹邊煮雞蛋。當他打開鍋想吃雞蛋時，發現鍋裏有壹塊懷表。還有壹次，他請壹個朋友吃飯。飯做好了，牛頓突然想到壹個問題，獨自走進裏屋。朋友等了他很久，還是沒見他出來，朋友就自己把雞全吃了，沒說再見就把雞骨頭留在了盤子裏。牛頓想起來了，就出來發現了盤子裏的骨頭。他認為他已經吃了他們，所以他轉身回到裏屋繼續研究他的問題。
偉大的成就在牛頓的所有科學貢獻中，數學成就占據了突出的地位。他數學生涯中的第壹個創造性成就是二項式定理的發現。據牛頓自己回憶，正是在1664和1665年的冬天，他在研究沃利斯博士的《無窮算術》並試圖修改他的求圓面積系列時，發現了這個真理。
微積分的建立是牛頓最傑出的數學成就。牛頓創立這個與物理概念直接相關的數學理論，就是為了解決運動的問題。牛頓稱之為“流量計數”。它所處理的壹些具體問題，如切線問題、求積問題、瞬時速度問題、函數的最大值和最小值問題，在牛頓之前已經有人研究過了。但是牛頓超越了他的前輩。他從更高的角度，將過去零散的努力整合起來，將古希臘以來解決無窮小問題的各種技巧統壹為兩種普通算法——微分和積分，並建立了這兩種運算的互逆關系，從而完成了微積分發明中最關鍵的壹步，為現代科學的發展提供了最有效的工具，開辟了數學的新時代。
年，牛頓的代數講義整理出版，命名為《普通算術》。他主要討論了代數的基礎及其在解決各種問題中的應用。該書陳述了代數的基本概念和運算，用大量的例子說明了如何將各種問題轉化為代數方程，並對方程的根和性質進行了深入的探討，從而在方程理論方面取得了豐碩的成果。比如他畫出了方程的根與其判別式的關系，指出可以利用方程的系數來確定方程根的冪和，即牛頓的冪和公式。
牛頓對解析幾何和綜合幾何都有貢獻。在1736出版的《解析幾何》中，他引入了曲率中心，給出了閉線圓(或曲線圓)的概念，提出了曲率公式和曲線的曲率計算方法。並將自己的許多研究成果總結成專著《三次曲線的計數》，發表於1704。此外，他的數學工作涉及數值分析、概率論、初等數論等多個領域。
牛頓是經典力學理論的自然先驅。他系統地總結了伽利略、開普勒和惠更斯的工作，得到了著名的萬有引力定律和牛頓運動三定律。
牛頓發現萬有引力定律是他在自然科學領域最輝煌的成就。那是在假期，牛頓經常來他媽媽家，在花園裏坐壹會兒。壹次，就像以前發生過很多次壹樣，壹個蘋果從樹上掉了下來。壹個蘋果的意外落地，是人類思想史上的壹個轉折點，打開了坐在花園裏的人的思維，引發他沈思:所有物體幾乎都被地心吸引的原因是什麽？牛頓沈思著。最後，他發現了對人類具有劃時代意義的萬有引力。他認為太陽吸引行星，行星吸引行星，地面上所有的物體都是性質相同的力。他還用微積分證明了開普勒定律中太陽對行星的作用力是吸引的，並證明了任何以曲線運動的質點，如果其半徑指向靜止的壹點或以勻速直線運動，都會受到指向該點的向心力的影響。如果環繞周期的平方與半徑的立方成正比，那麽向心力就是半徑的平方。牛頓也通過大量的實驗，證明了任意兩個物體之間存在引力，並總結出萬有引力定律:
(m1和m2是兩個物體的質量，r是兩個物體之間的距離)。與此同時，瑞安、哈雷、胡克等科學家都在探索天體運動的奧秘，其中胡克更為突出。他早就知道萬有引力的平方反比定律，但缺乏牛頓那樣的數學天賦，無法得到壹個量化的表達式。
牛頓三大運動定律是經典力學的理論基礎。這些規律是在大量實驗的基礎上總結出來的，是解決機械運動問題的基本理論基礎。
年，牛頓發表了他的代表作《自然哲學的數學原理》，這是壹部力學經典著作。在這本書裏，牛頓從力學的基本概念(質量、動量、慣性、力)和基本定律(運動三定律)出發，利用他發明的微積分這壹銳利的數學工具，建立了完整嚴密的經典力學體系，將天體力學和地面物體力學統壹起來，實現了物理學史上的第壹次大綜合。
牛頓在光學方面也有很大成就。他用棱鏡測試白光分解成彩色光，首次發現了白光的組成。他精確地分析了各種顏色光的折射率，解釋了色散現象的本質。他指出，由於不同顏色的光的折射率和反射率不同，造成了物體的顏色差異，從而揭示了顏色的奧秘。牛頓還提出了光的“粒子說”，認為光是由粒子形成的，走最快的直線運動路徑。他的“粒子論”和惠更斯的“波動論”後來形成了關於光的兩個基本理論。此外，他還制作了牛頓色輪、反射式望遠鏡等多種光學儀器。
牛頓的研究領域非常廣泛，幾乎在他涉足的每壹個科學領域都取得了重要的成就。他研究過測溫學，觀察過水沸騰或凝固時的固定溫度，研究過熱物體的冷卻規律，以及其他壹些只有和自己的主要成就相比才遜色的課題。
隨著牛頓晚年科學聲望的提高，牛頓的政治地位也得到提高。1689年在國民議會當選大學代表。作為壹名國會議員，牛頓逐漸開始疏遠給他帶來巨大成就的科學。時不時的表達對他所代表的領域的厭惡。與此同時，他花了大量時間與胡克、萊布尼茨等當代著名科學家爭論科學的優先性。
牛頓晚年在倫敦過著輝煌的生活。1705年，他被安妮女王封為貴族。牛頓在這個時候非常富有，被普遍認為是在世的最偉大的科學家。他曾擔任英國皇家學會主席。在位的二十四年間，他以鐵腕統治社會。沒有他的同意，任何人都不能當選。
晚年，牛頓開始致力於神學研究。他否認哲學的指導作用，虔誠地信仰上帝，埋頭撰寫神學方面的著作。他在遇到莫名其妙的天體運動時，提出了“上帝第壹推動力”的謬論。他說:“真主統治萬物，我們是他的仆人，所以我們敬畏他。”。
2008年3月20日偉大的艾薩克？牛頓去世了。像許多其他傑出的英國人壹樣，他被安葬在威斯敏斯特教堂。他的墓碑上刻著:
讓人們歡呼世界上曾經存在過如此偉大的人類榮耀。