空海出生于日本豪族之家，从小受儒学熏陶，博览经史，尤善佛书，后于奈良东大寺受具足戒，改名空海。曾著《三教指归》，并读《大日经》，多有疑难，遂兴入唐求法之志。

804年，空海随遣唐大使藤原葛野到达长安。在长安期间，空海遍访大德，后于青龙寺东塔院拜惠果问学求法，相谈甚契。惠果亲自为空海灌顶，并将两部大法及诸尊瑜伽全部传授空海，授予他遍照金刚密号。惠果还令供奉丹青李真等人图绘胎藏及金刚界曼荼罗十铺，希望空海带回日本，“早归本乡，以奉国家，流布天下”。空海果然没有辜负惠果嫡传付法、光流海外的殷切期望，留学期间抓紧每一日光阴，认真钻研佛学，尽力搜求密宗经像。他还学习梵语、增益诗文写作才能，提高书法技能，收集有关文学、天文、医学、工艺、美术等方面的古今名本。空海不仅是一个虔诚热心的求法僧，还是一个肩负重任的文化使者。806年（唐元和元年），空海为惠果送葬后，就随遣唐使船，踏上了归国的旅途。

空海带回日本的佛教经论，共216部、461卷，其中有不空等新译经142部、240卷。还有梵文《真言赞》、两界曼荼罗、祖师影像、真言道具及惠果传法的付嘱物（佛舍利等）等多件。这些珍贵的中国文物，至今大多保存于日本，成为研究中日文化史的重要资料。

空海回国后，得到嵯峨天皇弘通密宗的敕许，在高雄山寺（京都市西郊）立坛授法，弘传密宗，声誉大振。后与弟子营建高野山金刚峰寺。天皇又下诏将东寺赠与空海，作为真言宗的根本道场，赠号“教王护国寺”。空海仿唐朝设内道场作法，在仁明天皇宫中设真言院。835年（唐太和九年），空海于金刚峰寺去世，后追赐大僧正法印大和尚，谥号弘法大师。

空海一生著述颇丰，主要有《即心成佛义》、《密藏宝钥》、《十住心论》等。《十住心论》为真言宗判教理论，以此确立真言密宗作为宗派的地位，又被称为“平安二宗”（一宗为最澄建立的天台宗）。