Szegedi művelt polgári családból származott, az apja tanár volt, ő maga gyermekkorától művelt embernek készült. Diákévei szülővárosában és a szepességi Lőcsén teltek. 1902-től a budapesti egyetem magyar-német szakos hallgatója, Eötvös-kollégista. 1904-től vett részt a Thália Társaság munkájában, barátságot kötött Lukács Györggyel. 1908-ban versei jelentek meg A Holnap antológiában, a Nyugat rendszeresen közölte írásait. 1909-ben mutatták be első drámáját (Doktor Szélpál Margit), 1910-ben jelent meg első verseskötete (A vándor énekel). 1914-ben önként jelentkezett frontszolgálatra, megsebesült. Hadi élményeit a Lélek a háborúban c. könyvében írta meg. 1918 őszén csatlakozott a forradalomhoz, a Tanácsköztársaság idején tagja volt az Írói direktóriumnak. 1919 novemberében Bécsbe szökött, majd Berlinben és Moszkvában élt. Ebben az emigrációs korszakban kezd mind erősebben foglalkozni filmesztétikával. Elméleti műveinek egy részét németül írja, ezek eljutnak mindenhová, és hamarosan nagy tudományos és művészeti feltűnést keltenek. Hitler uralomra kerülése után Balázs Béla Moszkvába költözik, és a Filmakadémia tanára lesz. Részt vesz az emigráns magyar irodalmi életben. Ez időben írt versei a magyar szocialista költészet klasszikusai közé tartoznak. 1945-ben visszatért Magyarországra. Tanított a Színházművészeti Főiskolán, a Filmtudományi Intézet vezetője és a Fényszóró főszerkesztője volt. 1949-ben Kossuth-díjat kapott.

Népi és modern, főleg népballadai és szimbolista elemeket társító verseket írt (főleg első köteteiben). A kékszakállú herceg vára és A fából faragott királyfi c. mesejátékai Bartók Béla operájának, ill. táncjátékának szövegkönyvei - a modern dráma szimbolikus irányú kísérletei. Filmesztétikai vonatkozású írásai közül a Látható ember c. műve az első rendszeres filmesztétika, s hatot Eizensteinre és Pudovkinra is. Kiemelkedő alkotása a Valahol Európában c. film forgatókönyve. Önéletrajzi regénye az Álmodó ifjúság. Majd Kodály Zoltánnal együtt készítette el a Cinka Panna című balladaoperát. Ez volt utolsó műve. Nemsokára, hatvanöt éves korában meghalt.

1958-ban alapították a Balázs Béla-díjat a filmművészet fejlesztése terén elért eredmények jutalmazására. Sokkal jelentékenyebb költő és jelentékenyebb egyéniség, mint amennyire közemlékezetünkben él. Arcképe nélkül nem lehet teljes a századelő magyar irodalmának sokszínű tablója.