Nasceu em Paris, numa família abastada ligada à área jurídica. A segurança e a educação recebidas na capital permitiram-lhe mais tarde financiar experiências dispendiosas e manter correspondência científica internacional.

Estudou no Collège des Quatre-Nations (Collège Mazarin), em Paris, recebendo formação ampla em matemática e filosofia natural. A cultura intelectual da escola estimulava a tomada disciplinada de notas e a curiosidade experimental.

Formou-se em Direito para satisfazer as expectativas da família, mas dedicava as horas livres à química, à geologia e à física. Assistiu a aulas e começou a criar contactos entre os sábios parisienses que valorizavam a quantificação e os instrumentos.

Apresentou um estudo para melhorar a iluminação pública e recebeu reconhecimento da Academia de Ciências. O prémio aumentou a sua visibilidade em Paris e mostrou o seu hábito de ligar problemas práticos a medições cuidadosas.

Com apenas vinte e cinco anos, foi eleito para a Académie Royale des Sciences, em Paris. A adesão deu-lhe credibilidade institucional, acesso a redes de elite e uma plataforma para desafiar doutrinas químicas dominantes.

Tornou-se investidor e administrador na Ferme Générale, o consórcio privado que cobrava impostos indiretos para a Coroa francesa. A renda financiou balanças de precisão, vidraria e assistentes para um laboratório moderno em Paris.

Casou-se com Marie-Anne Paulze, que se tornou sua parceira em pesquisa, tradução e ilustração. Ela traduziu para o francês obras inglesas de Joseph Priestley e outros, fortalecendo a capacidade do casal de debater com os principais químicos da Europa.

Depois de conhecer as experiências de Joseph Priestley, argumentou que o gás sustentava a combustão por ser uma substância distinta. Identificou-o como um novo componente do ar e usou-o para enfraquecer a teoria do flogisto nos debates parisienses.

Assumiu um papel de liderança na Régie des poudres et salpêtres, aplicando a química à defesa nacional. Melhorou o controlo de produção e a qualidade, mostrando como procedimentos e medições padronizados podiam servir o Estado.

Publicou memórias influentes explicando a queima e a calcinação como combinação com oxigénio, e não como libertação de flogisto. Ao acompanhar variações de massa com balanças precisas, reformulou a combustão como reação química mensurável.

Com colaboradores como Pierre-Simon Laplace, analisou a formação de água a partir do ar inflamável (hidrogénio) e do oxigénio. O resultado derrubou a ideia de a água ser um elemento e reforçou uma nova definição de elementos.

Construiu com Laplace um calorímetro de gelo para medir o calor da combustão e da respiração animal. O trabalho sugeriu que a respiração se assemelha a uma combustão lenta, ligando química e fisiologia com evidências quantitativas e instrumentais.

Com Louis-Bernard Guyton de Morveau, Claude-Louis Berthollet e Antoine-François de Fourcroy, promoveu uma nomeação sistemática baseada na composição. A reforma tornou a química mais ensinável e ajudou a unificar a linguagem científica europeia.

Lançou o seu manual decisivo, apresentando a teoria do oxigénio, definições claras e tabelas experimentais cuidadosas. O livro popularizou a conservação da massa nas reações e ofereceu um quadro coerente que remodelou o ensino da química em toda a Europa.

Serviu em comissões que avançaram medidas uniformes que viriam a tornar-se o sistema métrico, trabalhando com cientistas franceses de destaque. Defendeu que comércio e ciência confiáveis exigiam padrões partilhados, medições rastreáveis e confiança pública.

Com a radicalização da política revolucionária, as suas ligações à Ferme Générale tornaram-no alvo apesar do serviço científico à França. Foi detido à medida que o Terror se intensificava, e amigos tentaram separar a sua ciência da política fiscal.

Julgado pelo Tribunal Revolucionário e executado na guilhotina em Paris, juntamente com outros antigos arrendatários de impostos. Depois, figuras como Joseph-Louis Lagrange lamentaram a perda, observando quão depressa a Revolução destruiu uma mente rara.