Szegény sorsú székely szabad paraszti családból származott. Szülőfalujában, a Barcaság Apáca nevű községében, majd a kolozsvári latin iskolában és 1643-1648 között a gyulafehérvári kollégiumban végezte tanulmányait. 1648 és 1653 között az erdélyi református püspöktől kapott ösztöndíjjal egy hollandiai tanulmányúton vett részt. Ennek során a frankeri, a leydeni és a harderwijki egyetem hallgatója volt. 1651-ben avatták teológiai doktorrá. Ez év szeptemberében feleségül vette Aletta van der Maet utrechti polgárlányt.

Hollandiában ismerkedett meg a nyugati polgárosult társadalom életével, kultúrájával és az angol polgári forradalom eseményeivel. Nagy hatással volt rá Descartes filozófiája, ennek hatására írta meg 1653-ban legjelentősebb művét, a Magyar Encyclopaedia-t, amelyet Magyarországon fejezett be. Ez volt az első magyar nyelvű tudománytár, amely nagyrészben külföldi filozófusok munkájának fordításával és tömörítésével készült. A lexikon társadalomtudományokkal, teológiával, ismeretelmélettel, logikával, matematikával, természettudományokkal és technikával foglalkozik.

Apáczai – öt évi távollét után – 1653-ban visszatért Erdélybe, és a gyulafehérvári kollégiumban a poétikai osztály tanára lett.

További műveinek – Magyar Logikátska, Tanács, De studio sapientiae, De summa scholarum necessitate – fő témája is a nevelés- és oktatásügy.

1655-ben elveszítette a gyulafehérvári kollégiumban munkáját, s helyzete válságossá vált, mert II. Rákóczi György fejedelem eltiltotta tanítói munkájától. Lorántffy Zsuzsanna és Kereszturi Pál támogatásának köszönhetően azonban 1656-ban ismét munkába állhatott. Az elhanyagolt kolozsvári triviális iskolában dolgozott, s Rákóczi bukása után magas szintűvé fejlesztette.

Bírálta az erdélyi művelődési viszonyokat, a papságra áhító tanítókat, az iskolákat elhanyagoló papokat. Egységes nemzeti iskolarendszer létrehozását, anyanyelven tanító alsó iskolák és a kor színvonalán álló egyetemi oktatás kiépítését szorgalmazta.

Ebben az emberfeletti erőfeszítésben emésztődött fel munkaereje. 1659 szilveszterén halt meg „szárazbetegségben”.