弗洛伊德出生在今斯洛伐克的摩拉维亚一个犹太人家庭，父亲是经营呢绒的商人。4岁那年，由于营业不景气，他父亲带着全家搬到德国莱比锡，后来定居在奥地利首都维也纳。17岁时弗洛伊德完成大学预科学校学业后，入维也纳大学学习医学。在校期间，他兴趣广泛，除学习人文科学、生命科学和进化论等外，曾经解剖400多条雄性鳝鱼研究睾丸的结构。这项研究并无结果，却可能影响他以后对性问题的兴趣。在该时期内，他听过布连塔诺的课，做过生理学的实验指导。1881年他获得博士学位，1883年担任大学的无薪教师，1902年晋升为神经病理学教授。1938年纳粹德国入侵奥地利，弗洛伊德被迫流亡英国，第二年因口腔癌恶化死于英国伦敦。
弗洛伊德创立精神分析并非偶然。他的居处维也纳在19世纪末作为奥匈帝国的首都正处在物质文明和人欲横流的时代，而住在贫民窟里的大多数市民却生活潦倒，更受种种欺压，精神上的矛盾冲突引发出众多的精神神经病患者。作为医生，弗洛伊德处于这样的环境下，思考到自己应负的医疗责任和病人的需求，于是形成了一种特殊有效的治疗方法与理论：精神分析。所谓“精神分析”，或称心理分析，实际上是一种情感心理学或称深奥心理学在精神病治疗上的应用。它起源于治疗和研究情绪紊乱、行为失常的病人——其病因在于意识深处的无意识作用——而得名的一个心理学学派。这个学派的产生发展是有其深远的社会历史背景的。
精神神经病的治疗和理论，古已有之。早在公元前古希腊名医希波克利特认为，这种被人们称为“圣病”，即癫痫病或羊角风的病因在脑，而不是魔鬼附身。这表明历史上早就存在关于精神病的两种对立的治疗方法，即生理学的和心理学的治疗方法。这两种对立的治疗传统一直到了19世纪的欧洲也是如此。就在18世纪末和19世纪初的维也纳，有一位名为麦斯麦（1734～1815）的医生，他用通磁术治疗这类病人。据说，人体中充满着可以随意识支配的动物磁液，将磁液从人体的这一部分转移到另一部分。如果人体中的磁液失去平衡，人就会生病。通磁术就是用来恢复磁液平衡的一种治疗方法，当时称为麦斯麦术。1774年麦斯麦的一个学生用通磁术治疗病人时发现，病人出现催眠状态。在这种状态时，病人安静地睡着，一动不动，约一刻钟后，他自动地起身走路、说话或做事，比平时还敏捷，只是神志处于昏睡状态，即进入“人工梦游”。梦游时，病人的行为任由医生指挥，但清醒时，梦游中的行为尽数忘掉，而原来的症状则消失。但是，后来这种治疗方法为江湖庸医所利用，舆论哗然！在此情况下，麦斯麦只得于1778年离开维也纳来到巴黎行医，曾一时名声大振。到了1784年法国科学院经调查决定，通令禁止使用通磁术。
于是，麦斯麦回到维也纳。
过了近60年后，1843年英国人白朗特（1795～1860）从生理学解释催眠状态，认为昏睡状态是由大脑前额叶引起的。他要求病人催眠前必须注意集中于某一物体的观念上，医生如果发现病人眼球摇晃跳动，则必须重新开始，这就是一种生理变化的病因说，并且得到学术界的认可。后来这种理论又从英国返回到法国。
当时巴黎名医沙可（1825～1893）的理论就属于生理机能性病因说，他具有国际权威的名声。而当时的法国，对于催眠治疗最有贡献的是南锡乡村的医生李厄保（1823～1904）。在病人被催眠醒来，不能回忆催眠状态下所做的一切时，他和病人交谈，用引导和鼓励的方法使病人逐渐地回忆起来，这是一种心因性的理论和治疗方法。弗洛伊德创建的精神分析是在这两种对立方法的影响下选择了心因性的治疗和理论逐渐形成发展起来的。
1881年弗洛伊德获得博士学位后，因经济困难在维也纳开设了一家私人诊所。此时，他结识了白洛尔医生。当时，白洛尔（1842～1925）是一位名医，弗洛伊德在神经学上也有一些名望，因而双方相见如故，经常商讨医术，交流临床经验和理论，第二年他们便联合开业。白洛尔有一女病人，叫安娜，她表现出瘫痪、记忆缺失、精神颓废、呕吐恶心以及视觉和言语的紊乱等歇斯底里症状。在催眠治疗过程中，白洛尔发现，安娜能说出一些特殊经验，而且说出之后，一些有关的症状也就消失。例如，安娜说起儿童时代见到一只狗用舌头在一个玻璃杯里舔水。从此之后她长期以来即使口渴，也不能喝水。在一次催眠下安娜向白洛尔诉说起这件偶然的事后，就能用玻璃杯喝水，和它有关的其他症状也随着消失。后来，把这种通过谈话吐露思想深处的经验而能摆脱一些症状的技术，叫做“疏通”，而把安娜和医生的这种关系叫做迁移或“移情”，这是精神治疗过程中一定出现的一部分事情。后来，白洛尔渐渐地意识到这种移情过程对医生十分危险，于是他停止了对安娜的治疗。
1885年弗洛伊德有机会去法国向沙可学习。在学习期间，他观察沙可如何使用催眠术。在一次晚会上，沙可突然说起，有些病人的障碍经常有一种性基础，而且一定涉及生殖器方面的问题。弗洛伊德回国后，在治疗实践中发现催眠和疏通技术不能根治精神病，而且大约有1/3的病人不能接受催眠或者深度催眠。这样弗洛伊德又访问了南锡，采用了南锡的谈话法，使病人在觉醒状态下进行自由联想治疗。它的步骤是：让病人放松身心，躺在床上任意地和医生自由谈话。不管联想起什么都完全说出来，目的是使病人把压抑在意识中引起异常行为的原因清醒地记起来。这是弗洛伊德独创的，也是精神分析演进中的第一步。以后，再经过实践发现，越来越多的病人常常回忆起他（她）们童年时代许多和性爱有关的经验，这使弗洛伊德更加注意性爱和精神病因的关系。1895年他和白洛尔合作出版《关于歇斯底里的研究》，书中包括有安娜在内的3个病例，和弗洛伊德关于精神病理学的一章等内容，它标志着精神分析正式问世。但是，该书出版后，非但销路不好，而且招来许多批评，其中和弗洛伊德过分地强调性是病因的那篇文章有很大关系，而白洛尔原本就不主张将它编入该书出版。为此，两人的友谊开始逐渐冷淡，直到最后各自分道扬镳。
1897年弗洛伊德开始做了两年的自我分析，1900年他将研究所得整理发表了《梦的解释》，该书介绍了对梦作自由联想的分析方法和梦的象征作用。这本书标志着他从精神治疗转向研究心理学的开端。以后，他不断研究治疗和写作，名声逐渐传开。1909年美国克拉克大学20周年校庆，邀请他到大会上演讲。他带着两位得意门生荣格和阿德勒等到了美国，并会见了詹姆士、铁钦纳等著名心理学家，一时名声大振，表明国际社会承认了弗洛伊德及其精神分析。