1900년 평양에서 기독교 장로이자 백만장자였던 아버지 김대윤의 3남 1녀 중 차남으로 태어났다. 호는 금동.
김동인이 한국 문단에 본격적으로 모습을 드러낸 것은 1919년, 19세의 나이에 자비를 들여 창간한 우리나라 최초의 순수 문예 동인지 ‘창조’를 통해서였다. 이 잡지에 처녀작 ‘약한 자의 슬픔’을 발표하면서 작가 생활을 시작한 그는 이후 예술을 위한 예술 혹은 예술지상주의를 표방하면서 평생 순수문학의 외길만을 고집했다.
〈목숨〉, 〈배따라기〉, 〈감자〉, 〈광염 소나타〉, 〈발가락이 닮았다〉, 〈광화사〉 등의 단편소설을 통하여 간결하고 현대적인 문체로 문장혁신에 공헌하였다. 1924년 첫 창작집 《목숨》을 출판하였고, 1930년 장편소설 《젊은 그들》을 〈동아일보〉에 연재, 1933년에는 〈조선일보〉에 《운현궁의 봄》을 연재하는 한편 조선일보에 학예부장으로 입사하였으나 얼마 후 사임하고 1935년 월간지 〈야담〉을 발간하였다.
극심한 생활고를 해결하기 위해 소설 쓰기에 전념하다 마약 중독에 걸려 병마에 시달리던 중 1939년 ‘성전 종군 작가’로 황국 위문을 떠났으나 1942년 불경죄로 옥고를 치르기도 했다. 1943년 조선문인보국회 간사로 활동하였으며, 1944년 친일소설 〈성암의 길〉을 발표하였다.
오늘날 김동인은 한국문학사에서 가장 대표적인 순수문학자이자 단편소설의 완성자로 평가받는다.
작가 생활 30년 동안 ‘문학’ 이외에 다른 직업을 일절 가져본 적이 없는 그는 1948년 장편 역사소설 《을지문덕》과 단편소설 〈망국인기〉를 집필하던 중 생활고와 뇌막염, 동맥경화로 병석에 누우며 중단하고 오랜 지병인 불면증과 병마에 시달리다가 1951년 1월 6ㆍ25 전쟁이 한창인 적 치하의 서울에서 숙환으로 서울 하왕십리동 자택에서 사망하였다.