A firenzei születésű művész fémművességet tanult. 1516-ban verekedés miatt száműzték a városból, 1519-ben Rómába költözött. 1523-ban egy újabb verekedés miatt Firenzében halálra ítélték, ismét Rómába menekült, ahol Salamanca püspökének és VII. Kelemen pápának dolgozott. 1527-ben részt vett Róma védelmében, s a tüzérséget irányította. 1529-ben kinevezték a pápai pénzverde tervező-mesterének, majd megalkotta a pápa palástjának híres csatját. Egy aranyműves vetélytársának meggyilkolása alól III. Pál pápa feloldozta őt, de újabb véres összetűzése miatt Rómából is elmenekült. Firenzében számos érmét készített a Medicieknek, majd Franciaországba ment, ahol I. Ferenc királynak dolgozott. Rómában sikkasztással vádolták, bebörtönözték, megszökött, majd újra lecsukták. A ferrarai d'Este bíboros közbenjárására szabadult ki, ezután neki dolgozott. 1540-ben ismét Franciaországba utazott, s Fontainebleau-ban elkészítette a Neptunt egy földistennővel ábrázoló arany sótartóját, ez az egyetlen hiteles nemesfém műve, ami fennmaradt. 1542-ben francia alattvaló lett. 1543-44-ben mintázta a fontainebleau-i kastély bejárata fölé a vadászó Dianát ábrázoló bronz lunettát (Diana de Poitiers, a király kegyencnője tiszteletére). 1545-ben hazatért Firenzébe, s Cosimo Medici megbízásából alkotta legismertebb szobrát, a bronz Perseust, aki magasra tartja a Gorgó levágott fejét; manierista stílusa e technikailag is bravúros műben érvényesült a legjobban. Elkészítette a nagyherceg mellszobrát is, ez, akárcsak Apolló, Hyacinthus és Narcissuss című három márványszobra Firenzében látható. 1558-ban kezdett önéletrajzához, amelyet 1562-ben fejezett be. Hírnevét elsősorban ez az önéletírása alapozta meg, amely először 1728-ban jelent meg olaszul, majd számos más nyelven. Hamar népszerű lett, ami köznapi, irodalmiaskodás nélküli nyelvének és őszinte hangvételének köszönhető. Túlzásai és hetvenkedései dacára hiteles dokumentum, ezért Cellini egyéniségét sokkal jobban ismerjük, mint bármely kortársáét. A teljes szöveg magyarul 1957-ben jelent meg Füsi József fordításában. Az ötvösségről és szobrászatról is írt egy értekezést.