Nguyễn Bằng Kiều sinh ngày 13 tháng 7 năm 1973 tại Hà Nội – Việt Nam. Anh là con trai út của người vợ thứ ba trong một đại gia đình có truyền thống nghệ thuật, gồm một người cha và ba bà mẹ với 16 anh chị ruột thịt. Mẹ Bằng Kiều là nghệ sĩ cải lương và chèo Lưu Nga, cha anh là bác sĩ Nguyễn Bằng Bùi nhưng ông cũng tham gia nghệ thuật rất hăng say. Gia đình dòng họ Nguyễn Bằng của anh sinh sống ở căn gác nhỏ nằm ở Ngô Sĩ Liên tại Hà Nội. Anh sinh ra trong những ngày khó khăn, cha làm ở bệnh viện, mẹ bán phở và diễn chèo, đàn hát. Khi bộc lộ tài năng, anh được cả nhà dành tiền đầu tư cho học nhạc và đeo đuổi sự nghiệp. Bằng Kiều có hai người anh trai được tặng danh hiệu Nghệ sĩ ưu tú. Bằng Kiều cho biết mẹ anh hồi mang thai nằm mơ nhặt được anh ở cầu Xà Kiều (nằm ở xã Quảng Phú Cầu, Ứng Hòa, Hà Tây) (nay thuộc Hà Nội) nên đã đặt cho cái tên Bằng Kiều. Khoảng thời gian lúc bắt đầu đi hát, Bằng Kiều tâm sự rằng đã “khổ sở vì cái tên hơi quê”, nhưng sau lại thích vì “thấy tên mình độc”

Khả năng ca hát của Bằng Kiều được anh thể hiện từ lúc nhỏ, qua đó anh thường được bố tạo điều kiện để đi học và đi hát tại các nơi tụ điểm có người quen là nghệ sĩ ở Hà Nội. Đến tuổi thiếu niên thì anh được gia đình cho thi vào Trường nghệ thuật nhưng anh lại trượt mất. Trong một lần hát hầu cho bố thì anh được dịp gặp gỡ các người bạn nghệ sĩ của ông. Tại đây anh được nhạc sĩ Phúc Linh ở trường Nhạc Viện nhận về làm học trò. và cũng từ đây anh được dịp học hỏi bài bản về nhạc lý lẫn việc sử dụng các công cụ âm nhạc.

Sau đó anh bắt đầu khởi nghiệp ca hát từ năm 1989. Lúc này, anh đã thi đỗ và theo học kèn Basson tại trường Nhạc Viện Hà Nội. Trong một thời gian học tập tại đây thì anh đã thành lập nên ban nhạc Chìa Khóa Vàng. Từ 1990 đến 1996 thì anh bắt đầu lưu diễn toàn quốc sau khi thành lập ban nhạc Hoa Sữa. Cùng thời gian này anh có mối quan hệ tình yêu 6 năm với diva nhạc Việt – Mỹ Linh.

Phát triển sự nghiệp trong nước (1997 – 2004)
Năm 1997, anh có dịp được lần đầu tiên lọt top 10 Làn Sóng Xanh khi hát song ca với Mỹ Linh. Qua đó, đánh dấu mốc cho anh lần đầu tiên khi dù không đào tạo chuyên nghiệp những mà vẫn đi hát và được công nhận giải thưởng như một ca sĩ chuyên nghiệp. Đến 1998, anh tham gia vào trong nhóm nhạc “Quả Dưa Hấu” cùng với các thành viên khác bao gồm Anh Tú (Tú Dưa), nhạc sĩ Tường Văn và ca sĩ Tuấn Hưng. Và cùng nhau thì Quả Dưa Hấu mà anh tham gia đã bắt đầu gây được tiếng tăm cả trong nước lẫn hải ngoại.

Năm 2000, nhóm Quả Dưa Hấu dần tan rã sau một vài thành công nhất định dành cho các thành viên, Và với riêng Bằng Kiều thì anh tiếp tục quay trở lại với sự nghiệp hát solo. Đồng thời cũng chỉ hoạt động ca hát chủ yếu ở Hà Nội vào thời gian này. Bên cạnh ca hát, anh đã tham gia vào một vở kịch trên sân khấu tại Sài Gòn vào tháng 5 năm 2001. Về phần diễn xuất của anh đã được đánh giá là rất hay nhưng vì kịch bản vẫn chưa hoàn chỉnh nên anh ít có cơ hội diễn nhiều. Nhưng anh đã gây được cảm tình đối với người xem ở phía Nam và đã được báo Tuổi Trẻ đánh giá là một “chàng trai đa tài”. Vào tháng 9 cùng năm thì anh tham gia vào trận đấu bóng đá giao hữu với các ngôi sao điện ảnh Hồng Kông cùng với một số nghệ sĩ trong nước. Mục đích của trận giao hữu này là để làm ủng hộ cho một quỹ từ thiện cho hội người mù nghèo Việt Nam.

Từ cuối năm 2001, phong trào đưa ca sĩ nổi tiếng trong nước ra biểu diễn tại hải ngoại do Công ty Tổ chức biểu diễn Sài Gòn khơi nguồn phát triển và gặt hái nhiều thành công. Bằng Kiều cùng đoàn nghệ sĩ tên tuổi tại Việt Nam tham gia chuyến lưu diễn kéo dài một tháng ở Đông Âu theo lời mời của cộng đồng người Việt tại đây. Trước đó, anh đã tham gia biểu diễn tại một số tụ điểm ca nhạc ở Hoa Kỳ kết hợp mục đích muốn học hỏi những kiến thức về kỹ thuật phòng thu. Bằng Kiều cũng nhận lời mời biểu diễn tại Úc vào giữa năm 2002. Sau khi album Chuyện Lạ ra mắt, Bằng Kiều gần như biến mất trên các sân khấu trong nước do bận đi lại liên tục giữa Hoa Kỳ và Việt Nam để thu âm cho album thứ hai – Anh Sẽ Nhớ Mãi theo hỗ trợ Trizzie Phương Trinh công việc kinh doanh và chuẩn bị cho đám cưới. Ngoài theo đuổi sự nghiệp ca hát, anh còn tham gia vai trò diễn viên kịch và hoạt động kinh doanh cùng Phương Trinh, bao gồm mở phòng trà và quán cà phê tại Sài Gòn. Tháng 5 năm 2002, ban tổ chức chương trình Duyên dáng Việt Nam có điện thoại mời anh tham gia, nhưng anh từ chối vì không về kịp do bận thực hiện một album.

Cuộc sống tại hải ngoại
Từ tháng 9 năm 2002, Bằng Kiều chính thức lập gia đình với Trizzie Phương Trinh và sang Mỹ định cư. Sau đó anh xuất hiện trên sân khấu các đại nhạc hội tại California. Trong một thời gian, đã có vài cuộc phản đối từ một số người Việt hải ngoại vì nghi Bằng Kiều là người được đưa qua thực hiện công tác “văn hóa vận” của nhà cầm quyền cộng sản Việt Nam trên đất Mỹ. Trong một lần hát từ thiện giữa năm 2003, Bằng Kiều đã phát biểu xin được gia nhập cộng đồng hải ngoại để đem khả năng và lời ca tiếng hát phục vụ cộng đồng. Anh nhận được sự hoan nghênh đón nhận, nhiều nơi tại Mỹ và Canada liên tục ký hợp đồng trình diễn với anh. Ngoài ra anh còn biểu diễn tại một số nước khác như Úc, Philippines, Hà Lan, Đức, Tiệp Khắc.

Năm 2004, anh cùng với Thu Phương bị tước quyền công dân và nghệ sĩ Việt Nam vì bị chính chính quyền cộng sản Việt Nam tình nghi tham gia “phản tuyên truyền” đối với người dân trong nước. Qua đó, anh đã phải sinh sống và ca hát ở hải ngoại trong thời gian dài sau đó và mở ra thêm một chương khác cho anh trong bước đường phát triển sự nghiệp ở thị trường mới. Từ đây, anh được dịp hợp tác cùng với Trung tâm Thúy Nga và bắt đầu trở thành một trong số những nam ca sĩ ăn khách vào bậc nhất ở hải ngoại. Anh thường xuyên được xuất hiện trong hàng loạt chương trình Paris By Night bắt đầu từ chương trình Paris By Night 72 – Tiếng Hát Từ Nhịp Tim. Anh thường xuyên xuất hiện trong loạt chương trình Paris By Night, với các dấu ấn tiêu biểu như: Lắng Nghe Mùa Xuân Về (Paris By Night 80), Em Tới Thăm Anh Đêm 30 (Paris By Night 85), Bản Tình Cuối (Paris By Night 86), Phút Cuối (Paris By Night 88), Biển Cạn (Paris By Night 98), Xin Đừng Quay Lại (Paris By Night 99), Mùa Thu Cho Em – Mộng Dưới Hoa (Paris By Night 96), Em Ơi Hà Nội Phố (Paris By Night 91), Xin Lỗi Anh (với Minh Tuyết – Paris By Night 100). Năm 2007, trung tâm Thúy Nga ghép anh voi nữ ca sĩ Minh Tuyết, tạo nên cặp song ca rất được yêu mến tại hải ngoại vào một khoảng thời gian sau đó và kéo dài cho tới tận ngày hôm nay. Ngoài ra, Bằng Kiều còn tham gia một số vở hài kịch trong Paris by Night lần đầu trong chương trình Paris By Night 96 – Nhạc Yêu Cầu 2.

Cuối tháng 2 năm 2008, sau hơn 4 năm ở Hoa Kỳ, Bằng Kiều cùng gia đình trở về thăm Việt Nam. Anh cho biết mình “rất vui”, tuyên bố không tham gia biểu diễn và từ chối trả lời các phỏng vấn với lý do “không muốn và không biết nói gì vào lúc này”. Trong lần về nước này, Bằng Kiều tham dự nhiều chương trình ca nhạc với tư cách khán giả tặng hoa cho đồng nghiệp. Anh có xuất hiện trên sân khấu liveshow của nhạc sĩ Phú Quang, sân khấu Nhà hát Lớn Hà Nội, Cung Văn hóa Hữu nghị Việt – Xô, tặng hoa cho Ngọc Anh và Trần Thu Hà. Xúc động vì tình cảm của khán giả với sự xuất hiện của anh, Bằng Kiều chia sẻ rằng “Hy vọng một dịp nào đó lại có thể hát cho mọi người trên sân khấu quê nhà”. Nhân chuyến viếng thăm này, vấn đề quyền biểu diễn tại Việt Nam của Bằng Kiều được đưa ra bàn luận. Trong cuộc trả lời vào năm 2008 với một trang báo điện tử nhân dịp Bằng Kiều về nước, Cục trưởng Cục Nghệ thuật biểu diễn cho hay, vẫn chưa có thông tin về việc Bằng Kiều có ý định biểu diễn tại Việt Nam hay không, tuy vậy, nếu anh muốn hát tại Việt Nam, thì sẽ phải làm đơn xin Cục, sau đó, Cục Nghệ thuật biểu diễn sẽ xin ý kiến của Cục An ninh Văn hóa rồi mới đưa ra quyết định.

Trình diễn song song tại Việt Nam và hải ngoại
Tháng 3 năm 2010, Bằng Kiều bất ngờ về nước và xuất hiện trong buổi tiệc sinh nhật của ca sĩ Hồng Nhung. Tiếp đó, nhân chuyến lưu diễn tại Phnom Penh tháng 12 năm 2011, Bằng Kiều và gia đình về nước lần thứ ba. Anh có tổ chức một buổi họp fan thân mật mang tính riêng tư ở club Passion tại Hà Nội. Tuy nhiên có quá nhiều người tụ tập nên công an phường đề nghị tạm dừng buổi họp mặt vì lý do gây mất trật tự công cộng và yêu cầu giải tán xe đậu trên lề đường sau khi buổi họp mặt diễn ra chưa được 15 phút. Các fan được thông báo chuyển địa điểm gặp gỡ đến công viên Thống Nhất. Một lý do khác cho lần về nước này của Bằng Kiều là để tham dự đêm nhạc diễn ra ở tại Hà Nội kỷ niệm 47 năm đi hát của ca sĩ Thanh Tuyền.

Ngày 25 tháng 9 năm 2012, Bằng Kiều cùng nữ ca sĩ Khánh Ly được Cục Nghệ thuật Biểu diễn chính thức cấp phép biểu diễn tại Việt Nam với thời hạn đến hết tháng 12 cùng năm. Qua đó, anh đã tổ chức hai liveshow ở tại tại Hà Nội và Sài Gòn và đã tạo được một cơn sốt trong làng nhạc Việt. Tuy nhiên vẫn còn một liveshow Đà Nẵng đã không xảy ra vì anh muốn “làm của để dành” nên hẹn lại khán giả vào dịp khác.

Năm 2013, anh vướng vào chuyện ly hôn với Trizzie Phương Trinh sau mười năm chung sống. Thời gian này anh cũng hoạt động nghệ thuật và cho ra mắt nhiều ca khúc ẩn ý về tình cảm lỡ làng của đôi lứa. Nổi bật như Chỉ Còn Lại Tình Yêu và Rồi Mai Tôi Đưa Em. Năm 2014, anh lại vướng vào chuyện tình ái khác với hoa hậu Dương Mỹ Linh. Nhưng yêu nhau cũng chỉ được ba năm thì cả hai cũng đường ai nấy đi. Với nguyên do được cả hai đồng ý thống nhất không tiết lộ để tránh ảnh hưởng đến sự nghiệp của cả hai. Kể từ 2018 đến nay, anh tuy vẫn là nam ca sĩ độc quyền của Thúy Nga nhưng cũng dần ít hát trên các số đã phát hành. Qua đó, anh vẫn xuất hiện trong hậu trường để hỗ trợ các ca sĩ trẻ khác, cũng như việc anh tập trung chăm sóc cho ba người con trai ở độ tuổi mới lớn của mình. Ngày 19 tháng 6 năm 2022, Bằng Kiều xác nhận có thêm con trai út của bạn gái mới tên Benly gần một tuổi. Tháng 11 cùng năm, Bằng Kiều xuất hiện show diễn The Best of Như Quỳnh tại Sài Gòn.