Urodził się wBurbank wKalifornii jako syn Jean Burton (z domu Erickson), późniejszej właścicielki sklepu z pamiątkami o tematyce kotów, oraz Williama „Billa” Burtona, byłego piłkarza ligi małoletniej, który pracował dla Departamentu Parków i Rekreacji Burbank[3]. Jako nastolatek Burton kręcił krótkometrażowe filmy na swoim podwórku przy Evergreen Street przy użyciu prymitywnych technikanimacji poklatkowej lub kręcił je na filmie 8 mm bez dźwięku. W wieku 13 lat nakręciłWyspę Doktora Agora (The Island of Doctor Agor). Burton uczęszczał do Providencia Elementary School w Burbank. Naukę kontynuował w Burbank High School, ale nie był szczególnie dobrym uczniem. Grał w drużyniepiłki wodnej w Burbank High. Czerpał przyjemność z malowania, rysowania i oglądania filmów, a także czytając dziełaEdgara Allana Poego[4]. Na jego przyszłe prace duży wpływ miały prace takich bohaterów z dzieciństwa, jakdr. Seuss iRoald Dahl. W 1981 ukończył studia na wydziale animacji wCalifornia Institute of the Arts[5] w Walencji w Kalifornii. Jako student CalArts Burton wykonał krótkometrażowe filmy –Spodenki z łodyg selera potwora (Stalk of the Celery Monster) iKról i ośmiornica (King and Octopus).
Po studiach, w latach 70. rozpoczął pracę w jako animator w studiuWalta Disneya, współpracując przy animacji kilku kreskówek, w tymRox i Rouky[6]. Po tym doświadczeniu zrealizował dwa filmy krótkometrażowe – animowanyVincent (1982) iFrankenweenie (1984).
W swoich filmach pokazuje często głównych bohaterów jako postacie, które nie radzą sobie z otaczającą ich rzeczywistością i z problemami dotyczącymi normalnego życia. Z tego powodu są oni odrzucani i nieakceptowani. Burton potrafi w ten sposób pokazać problemy dręczące też jego.
Jego filmy zazwyczaj mają morał lub pouczenie, które można wywnioskować z treści, np.: Edward Nożycoręki – „inność” Edwarda powoduje lęk u ludzi i strach oraz nieakceptowanie takim jakim jest.
24 lutego 1989 poślubił Lenę Gieseke, jednak 31 grudnia 1991 doszło do rozwodu. W latach 1993–2001 był związany zLisą Marie Smith. W 2001 związał się z aktorkąHeleną Bonham Carter, z którą ma syna Billy’ego Raya (ur. 4 października 2003) oraz córkę Nell (ur. 15 grudnia 2007). Po 13 latach para rozstała się pod koniec 2014[9].
