Hijo del notario Salvador Dalí y Cusí, con quien tuvo una relación difícil que influyó en su trayectoria posterior, él mismo atribuyó su personalidad singular a la existencia de un hermano muerto tres años antes de su nacimiento a quien sus padres habían puesto su mismo nombre. Se formó en Figueres y en la Escuela de Bellas Artes de Madrid, de donde fue expulsado dos veces. En la Residencia de Estudiantes se integró en el núcleo de la futura Generación del 27 y entró en contacto con el futurismo, manteniendo una estrecha relación con Buñuel, García Lorca y Pepín Bello.

A partir de mediados de los años veinte expuso en Barcelona e inició actividades escenográficas. Su obra pictórica, sus escritos y conferencias provocaron fuertes polémicas, especialmente a raíz del Manifiesto Amarillo (1928). En 1930 adoptó definitivamente el surrealismo, basado en el método paranoico-crítico. Instalado en París, se convirtió en una de las figuras centrales del surrealismo pictórico y también lo trasladó a la escenografía. Se casó con Gala (1934), que fue musa y figura clave en su trayectoria artística y pública.

Entre 1940 y 1948 residió principalmente en Nueva York, donde consolidó su proyección internacional con exposiciones, escritos y una intensa presencia mediática. Alejado de la ortodoxia surrealista y declarado favorable al franquismo desde 1939, fue expulsado del grupo por André Breton. Alternó los Estados Unidos con estancias en Portlligat, motivo recurrente de su obra.

Desde su regreso a España en 1948, se orientó hacia el misticismo y la tradición pictórica y literaria española, adoptando posiciones públicas favorables al régimen franquista, lo que le permitió mantener una actividad artística reconocida oficialmente. En la última etapa desarrolló una actividad muy diversa: publicaciones, escenografía, cine, ilustración, grabado, joyería, escultura, diseño y exposiciones internacionales. Diseñó el Teatro Museo Dalí de Figueres, inaugurado en 1974. Recibió diversos reconocimientos, entre ellos la Medalla de Oro de la Generalitat y el título de marqués de Púbol (1982). Después de la muerte de Gala vivió retirado. La Fundación Gala-Salvador Dalí se constituyó en 1984, y posteriormente se inauguraron museos dedicados a su obra en Berlín y en San Petersburgo (Florida).