Kopernik urodził się 19 lutego 1473 roku w Toruniu, a zmarł 21 maja 1543 we Fromborku. Był najmłodszym synem kupca Mikołaja i Barbary Watzenrode. Po śmierci ojca, gdy Kopernik miał 10 lat, jego opiekunem prawnym został wuj, Łukasz Watzenrode, który zapewnił mu wykształcenie opłacając naukę na Uniwersytecie Jagiellońskim w Krakowie, gdzie studiował matematykę, fizykę, astronomię i filozofię. Następnie Kopernik studiował prawo i medycynę w Bolonii i Padwie.
Po studiach wrócił do Torunia i od 1503 roku pracował jako sekretarz swojego wuja, był również kanonikiem, ale nie przyjął nigdy święceń kapłańskich. Pracował też dla rządu, jako ekonom.
W 1533 roku Kopernik ukończył teorię heliocentryczną. Słusznie jednak obawiał się reakcji Kościoła na jego rewolucyjne i sprzeczne z dogmatami tezy, obalające mit Ziemi jako centrum wszechświata. W 1533 założenia teorii Kopernika zostały przedstawione Watykanowi.
W wyniku swoich obserwacji dotyczących wszechświata Kopernik uważał, że teoria geocentryczna jest błędna, zaproponował zmianę na heliocentryzm. Napisał również, że centrum wszechświata znajduje się blisko Słońca, a odległość Słońca od Ziemi jest niewielka w porównaniu z innymi gwiazdami oraz, że to planeta obraca się wokół Słońca, nie na odwrót. Wyjaśnił, że wsteczny ruch gwiazd jest spowodowany ruchem Ziemi po orbicie, nie gwiazd wokół planety.
W roku 1532 Kopernik miał już wszystkie potrzebne obliczenia, oraz zakończył pracę nad manuskryptem „O obrotach sfer niebieskich”. Wśród jemu współczesnych dominował niepodzielnie pogląd, mówiący, że Ziemia jest płaską tarczą umieszczoną na samym środki Kosmosu. Obalenie tego poglądu było nie tylko trudne, ale i niebezpieczne. Jednak kwestionujące dogmaty dzieło Kopernika „De Revolutionibus” ukazało się w 1543 roku. W tym samym roku Kopernik zmarł we Fromborku, a jego rozprawa znalazła się na watykańskiej liście ksiąg zakazanych. „De Revolutionibus” skreślono z indeksu w 1828 roku. Od roku 1616 do 1822 dzieło Kopernika było w kościelnym wykazie ksiąg zakazanych, zwanym też wykazem ksiąg zatrutych. Obecnie rękopis dzieła Kopernika przechowywany jest w Bibliotece Jagiellońskiej.
Swój bogaty księgozbiór Kopernik zapisał diecezji warmińskiej, z której Szwedzi w roku 1692 ukradli go i obecnie jest on w Szwecji.
Kopernik zajmował się badaniem przyczyn zarazy w Olsztynie. Odkrył, że jej głównym powodem był spożywany zanieczyszczony chleb, który wcześniej leżał na ziemi, po czym był konsumowany razem z brudem i zarazkami. Kopernik wpadł wówczas na pomysł, aby smarować pieczywo masłem, aby przywierający do pieczywa brud zniechęcał ludzi do jedzenia. W efekcie brudny chleb zniknął, zaraza ustąpiła, a smarowanie chleba masłem stało się popularne w całej Europie.
W 1542 roku Kopernik doznał wylewu krwi do mózgu, w wyniku czego został częściowo sparaliżowany i utracił mowę. Zmarł kilka miesięcy później, 21 maja 1543 roku. Była to również data publikacji jego najważniejszego dzieła.
Mikołaj Kopernik został najpierw pochowany pod ołtarzem katedry we Fromborku. Po ekshumacji i potwierdzeniu tożsamości astronoma, szczątki zostały pochowane w tym samym mieście. Kopernik nigdy się nie ożenił, ale gdy mieszkał we Fromborku był blisko związany z młodszą o ponad 20 lat gospodynią Anną Schilling.
Obraz Jana Matejki pochodzący z 1873 roku zatytułowany „Astronom Kopernik, czyli rozmowa z Bogiem”.