Si hanno pochi dati certi sulla sua vita. Tutte le fonti concordano sul fatto che fosse siracusano e che sia stato ucciso durante il sacco di Siracusa del 212 a.C. Tra le poche altre notizie certe vi è inoltre quella, tramandata da Diodoro Siculo, che abbia trascorso un soggiorno in Egitto, e che ad Alessandria d'Egitto strinse amicizia con il matematico e astronomo Conone di Samo, come si evince dal rimpianto per la sua morte espresso in alcune opere.Tornato a Siracusa, tenne corrispondenza con vari scienziati di Alessandria, tra i quali Dositeo ed Eratostene, al quale dedicò il trattato Il metodo e rivolse il problema dei buoi del Sole. Secondo Plutarco era imparentato col monarca Gerone II, tesi controversa che trova comunque riscontro nella stretta amicizia e stima che, anche secondo altri autori, li legava. La data di nascita non è certa. Viene di solito accettata quella del 287 a.C., sulla base dell'informazione, riferita dall'erudito bizantino Giovanni Tzetzes, che fosse morto all'età di settantacinque anni. Non si sa però se Tzetzes si basasse su fonti attendibili ora perdute o avesse solo tentato di quantificare il dato, riportato da vari autori, che Archimede fosse vecchio al momento dell'uccisione. L'ipotesi che fosse figlio di un astronomo siracusano di nome Fidia (altrimenti sconosciuto) è basata sulla ricostruzione del filologo Friedrich Blass di una frase di Archimede, contenuta nell'Arenario, che nei manoscritti era giunta corrotta e priva di senso. Se questa ipotesi fosse corretta, si può pensare che abbia ereditato dal padre l'amore per le scienze esatte. Dalle opere conservate e dalle testimonianze si sa che si occupò di tutte le branche delle scienze matematiche a lui contemporanee (aritmetica, geometria piana e solida, meccanica, ottica, idrostatica, astronomia ecc.) e di varie applicazioni tecnologiche. Polibio, Tito Livio e Plutarco riferiscono che durante la seconda guerra punica, su richiesta di Gerone II, si dedicò (a detta di Plutarco con minore entusiasmo ma secondo tutti gli autori con non minori successi) alla realizzazione di macchine belliche che potessero aiutare la sua città a difendersi dall'attacco di Roma. Plutarco racconta che, contro le legioni e la potente flotta di Roma, Siracusa non disponeva che di poche migliaia di uomini e del genio di un vecchio; le macchine di Archimede avrebbero scagliato massi ciclopici e una tempesta di ferro contro le sessanta imponenti quinquereme di Marco Claudio Marcello. Nel 212 a.C. fu ucciso durante il sacco della città. Secondo la tradizione l'uccisore sarebbe stato un soldato romano che, non avendolo riconosciuto, avrebbe trasgredito l'ordine di catturarlo vivo.