Andersen sinh tại thành phố Odense, ngày 2-4-1805. Cha làm nghề thợ giày. Nhà nghèo, ít được học. Sớm mồ côi cha (1816), mẹ lại tái giá, Andersen phải tự lập kiếm sống ngay từ nhỏ. Năm 14 tuổi Andersen đến Copenhagen, mong lập nghiệp. Tại đây Andersen học nhạc, học hát, diễn kịch, khiêu vũ, làm thơ... Sau đó nhờ một chủ gánh hát mến tài giúp cho ăn học.
Năm 17 tuổi đã có sách xuất bản. Từ 1830, Andersen đã làm thơ và viết văn song vẫn chưa có địa vị trong làng văn. Trong những năm 1833-1834 ông đi du lịch sang Pháp, Italia, ấn tượng của chuyến đi này được ghi dấu trong tiểu thuyết đầu tiên của ông là Người ngẫu hứng và cuốn Sách tranh không có tranh (Billedbog uden Billedbog, 1840) đã đem lại danh tiếng cho ông. Sau đó Andersen còn viết các tiểu thuyết khác như: OT (1836), Người kéo đàn tầm thường (1837). Andersen còm làm thơ viết kịch mang mầu sắc lãng mạn, tính nhân đạo tiểu tư sản.
Tác phẩm làm cho Andersen nổi tiếng khắp thế giới qua nhiều thế hệ là tập Truyện cổ tích cho trẻ em (Eventyr fortalte for born, 1835-1841), gồm 150 truyện, trong đó đặc sắc nhất "Cây linh sam, Chú vịt con xấu xí, Cô bé bám diêm vv... Trong đó Andersen mượn cốt truyện ở huyền thoại, truyện cổ tích, truyện dân gian, lịch sử, có khi hư cấu trên cơ sở cuộc sống hàng ngày. Truyện vừa thơ mộng, vừa hiện thực, mang ý nghĩa triết lý sâu sắc, đề cao đạo đức, phê phán thói hư tật xấu của xã hội. Vì thế truyện viết cho trẻ em, nhưng người lớn cũng thích đọc. Andersen còn kể lại đời mình như một truyện cổ trong cuốn "Chuyện cổ tích về đời tôi" (Mitlivs eventyr - 1855). Ông cũng viết một ít tiểu thuyết: Hai bà Nam tước, 1849 (Les deux baronnes), châm biếm sâu cay chế độ phong kiến lỗi thời; Chàng Pierre hạnh phúc (L'heureux Pierre) và một ít hài kịch.
Andersen mất tại Copenhagen ngày 4/8/1875 hưởng thọ 70 tuổi.