Родился 29 января 1860 г. в Таганроге (Екатеринославская губерния, ныне - Ростовская область) в семье купца третьей гильдии Павла Егоровича Чехова (1825-1898) и Евгении Яковлевны Морозовой (1835-1919). Был третьим из шести детей.
Отец хотел, чтобы Антон Чехов также стал купцом и работал с греками-торговцами, поэтому отправил его учиться в приходскую школу при греческой церкви. В 1879 г. Антон Чехов окончил таганрогскую гимназию, а в 1884 г. - медицинский факультет Московского университета (ныне - Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова) по специальности "уездный врач".
Сочинять рассказы начал еще в гимназии, первую драму - "Безотцовщина" - написал в 1878 г.
В марте 1880 г. в петербургском журнале "Стрекоза" впервые были напечатаны его рассказы "Письмо к ученому соседу" и "Что чаще всего встречается в романах, повестях и т. п.?". Через два года подготовил к печати первый сборник рассказов - "Шалость" (не вышел из-за цензуры). Писатель сотрудничал с журналами "Зритель", "Будильник", "Свет и тени", "Мирской толк", "Осколки". Публиковался под псевдонимами - Антоша Чехонте, Человек без селезенки, Брат моего брата и др.
После окончания университета некоторое время занимался медицинской практикой в Воскресенске (ныне - г. Истра Московской обл.), в больнице известного врача Павла Архангельского. Затем заведовал больницей в Звенигороде. Его первая книга, сборник рассказов "Сказки Мельпомены", была издана в 1884 г.
В 1886 г. Чехов получил приглашение от издателя Алексея Суворина публиковаться в газете "Новое время". С этого времени писатель отказался от псевдонимов и начал подписываться настоящим именем.
В 1887 г. в Москве в театре Корша (существовал в 1882-1933 гг., ныне здание занимает Государственный театр наций) была поставлена первая пьеса Чехова - "Иванов".
В конце 1880-х гг. вышли его сборники "В сумерках", "Невинные речи" и др. В 1888 г. были напечатаны рассказы и повести "Степь", "Именины", в 1889 г. - "Припадок", "Скучная история".
В 1890 г. Антон Чехов путешествовал по Сахалину, где собрал много документальных материалов о жизни и быте ссыльных и местных жителей, а также самостоятельно организовал перепись поселенцев, заполнив около 10 тыс. карточек. Впечатления от этой поездки отражены в рассказах "В ссылке", "Убийство", очерково-публицистической книге "Остров Сахалин" (1892-1894, издана в 1895 г.).
После Сахалина в течение двух лет путешествовал по Азии и Европе. В 1891-1892 гг. занимался благотворительностью, выезжал в охваченные голодом Нижегородскую и Воронежскую губернии для организации помощи крестьянам.
В 1892 г. купил под Москвой, близ станции Лопасня (ныне - г. Чехов), имение Мелихово (ныне - Государственный мемориальный музей-заповедник А. П. Чехова). В этот период Антон Чехов на свои средства открыл в деревне медицинский пункт, работал участковым врачом во время эпидемии холеры, строил школы для крестьянских детей.
В 1892-1898 гг. ("мелиховский период") создал пьесы "Дядя Ваня", "Чайка", написал повести и новеллы "Дом с мезонином", "Моя жизнь", "Палата номер 6", "Мужики", рассказы "Студент", "Ионыч", "Невеста", трилогию "Человек в футляре", "Крыжовник", "О любви" и др. Передал более двух тысяч книг для создания общественной библиотеки в Таганроге, куда впоследствии постоянно отсылал закупаемые им книги.
Еще в молодости Антон Чехов заболел туберкулезом. В 1898 г. в связи с ухудшением здоровья он переехал в Ялту. Вел активную общественную деятельность: избирался в члены попечительского совета женской гимназии, работал в Ялтинском попечительстве о нуждающихся приезжих больных и др. В Крыму Антона Чехова посещали писатели Лев Толстой, Максим Горький, Иван Бунин, Александр Куприн.
В 1900 г. был избран почетным академиком Императорской Санкт-Петербургской академии наук (1724-1917; ныне - Российская академия наук, в 1934 г. переведена в Москву). В 1902 г. Антон Чехов отказался от этого звания в знак протеста против отмены императором Николаем II избрания почетным академиком Максима Горького.
В 1900-1901 гг. написал пьесу "Три сестры" (удостоена в 1902 г. Грибоедовской премии Общества русских драматических писателей и оперных композиторов). В 1903 г. Антон Чехов создал последнюю пьесу, "Вишневый сад".
В мае 1904 г. уехал на лечение в немецкий курорт Баденвейлер из-за обострения туберкулеза. 15 июля (2 июля по старому стилю) того же года скончался. Похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.
Антон Чехов - один из общепризнанных классиков мировой литературы. Автор 18 повестей, более 100 рассказов, 14 пьес и др. Драматург-новатор, в частности, он отказался от традиционного конфликта полярных сил, а сосредоточил внимание на переживаниях действующих лиц. В его пьесах нет однозначно положительных или отрицательных персонажей и значительных событий, они построены на бытовых эпизодах. Одно из главных отличий его драматургии - т. н. "подводные течения", благодаря которым зритель понимает истинную сущность героев. Кроме того, Чехов являлся выдающимся мастером короткого рассказа, в основе которого лежит философская проблема маленького человека.
Многие произведения были экранизированы ("Свадьба", "Дама с собачкой", "Чайка", "Дядя Ваня", "Вишневый сад", "Безотцовщина" и др.), его пьесы регулярно ставятся в театрах мира.
Был женат на актрисе Московского художественного театра (МХТ) Ольге Книппер (1868-1959).