Antoni Maria Badia i Margarit va nàixer a Barcelona, el dia 30 de maig de 1920. Cursà els estudis d'ensenyament primari i batxillerat a la Mútua Escolar Blanquerna que dirigia el pedagog Alexandre Galí, qui li va infondre la preocupació pel llenguatge. Els estudis universitaris, els va realitzar a la Facultat de Filosofia i Lletres de la Universitat de Barcelona, on es va llicenciar en Filosofia i Lletres, secció de Filologia Romànica, el juny de 1943.

Fou ajudant de classes pràctiques i professor auxiliar de la Facultat de Filosofia i Lletres de la Universitat de Barcelona, va defensar la tesi doctoral “Los complementos pronominalo-adverbiales derivados de IBI e INDE en la Península Ibérica”, en la Facultat de Filosofia i Lletres de la Universitat de Madrid, sota la direcció de Dámaso Alonso, al juny de 1945.

En l'any 1948 va ser nomenat catedràtic de Gramàtica Històrica de la Llengua Espanyola de la Universitat de Barcelona, el magisteri de la qual va ocupar durant gairebé trenta anys. Per concurs de trasllat, es va fer càrrec de la càtedra de Gramàtica Històrica Catalana de la mateixa universitat el 1977. Va ocupar aquesta càtedrà fins a la seua jubilació en 1986.

Ha estat professor visitant en les universitats de Heidelberg, Munic, Georgetown, Wisconsin i la Sorbona. Precisament, va ser a Georgetown on va començar a treballar sobre temes de llengües en contacte, a partir de la modèlica monografia de Weinreich (1953). Ha impartit cursos i conferències a innombrables centres universitaris.

Ha estat president de la Société de Linguistique Romane, de la qual és avui president d'honor; president de la Secció Filològica de l'Institut de Estudis Catalans, primer president de l’Associació Internacional de Llengua i Literatura Catalanes, primer president del Grup Català de Sociolingüística, president d'honor del II Col·loqui Internacional de Llengua i Literatura Catalanes a Amsterdam (1970), de la North American Catalan Society i de la Deutsch Katalanische Gesellschaft, president del II Congrés Internacional de la Llengua Catalana (1986) i rector de la Universitat de Barcelona (1978-1986). 

Ha estat guardonat amb els premis Antonio de Nebrija, Pompeu Fabra i Ciutat de Barcelona. També ha rebut l'Encomienda amb placa de l'Orden d'Alfonso X el Sabio i la Creu de Sant Jordi de la Generalitat de Catalunya.

És director de la revista Estudis Romànics i pertany a diversos consells editorials de revistes de filologia catalana (Caplletra, Catalan Review, Llengua&Literatura i Treballs de Sociolingüística Catalana). 

Igualment, és membre de l'Institut d’Estudis Catalans, de la Reial Acadèmia de Bones Lletres de Barcelona i corresponent de diverses acadèmies, com ara la Real Academia Española. També és membre honorari de l'American Association of Teachers of Spanish and Portuguese. És doctor honoris causa per les Universitats de Salzburg, Toulouse-Li Mirail, Rovira i Virgili i la Sorbona de Parés entre d'altres.

La seua obra científica abasta més de sis-cents títols, amb més de cinquanta llibres. Recentment, ha merescut el reconeixement dels investigadors de tot el món, en els homenatges que li han dedicat l'Associació Internacional de Llengua i Literatura Catalanes (1984-1988, 8 volums), la revista Anthropos (1988) i el Departament de Filologia Catalana de la Universitat de Barcelona (1996, 4 volums).