Русский композитор, учёный-химик. Внебрачный сын князя Л. С. Гедианова, при рождении записан как сын крепостного слуги князя — Порфирия Бородина. В 1856 окончил Медико-хирургическую академию. С 1858 доктор медицины. В 1860-е гг. в Петербурге занимался научной, педагогической и общественной деятельностью. С 1862 адъюнкт-профессор, с 1864 ординарный профессор, с 1877 академик; с 1874 руководитель химической лаборатории Медико-хирургической академии. Был одним из организаторов и педагогов (1872—87) высшего учебного заведения для женщин — Женских врачебных курсов.
В 50-е гг. 19 в. начал писать романсы, фортепианные пьесы, камерно-инструментальные ансамбли. В 1862 познакомился с М. А. Балакиревым, вошёл в Балакиревский кружок («Могучую кучку»). Под влиянием Балакирева, В. В. Стасова и других «кучкистов» окончательно сложились музыкально-эстетические взгляды Бородина как последователя М. И. Глинки, приверженца русской национальной школы в музыке, определился самостоятельный зрелый стиль композитора.
Творческое наследие Бородина сравнительно невелико по объёму, но является ценнейшим вкладом в сокровищницу русской музыкальной классики. В творчестве Бородина, представителя передовой интеллигенции 1860-х гг., отчётливо проходит тема величия русского народа, любви к родине, свободолюбия. Музыка его отличается эпической широтой, мужественностью, в то же время глубоким лиризмом.
Наиболее значительное произведение Бородина — опера «Князь Игорь», являющаяся образцом национального героического эпоса в музыке. Из-за большой загруженности научной и педагогической работой Бородин писал медленно. Опера создавалась в течение 18 лет, не была окончена (после смерти Бородина оперу дописали и дооркестровали по материалам автора Н. А. Римский-Корсаков и А. К. Глазунов; пост. 1890, Мариинский театр, Петербург). Опера отличается монументальной цельностью образов, мощностью и размахом народных хоровых сцен, яркостью национального колорита. «Князь Игорь» развивает традиции эпической оперы Глинки «Руслан и Людмила». Бородин — один из создателей русских классических симфонии и квартета. Его 1-я симфония (1867), появившаяся одновременно с первыми образцами этого жанра у Римского-Корсакова и П. И. Чайковского, положила начало героико-эпическому направлению русского симфонизма. Вершиной русского и мирового эпического симфонизма является его 2-я (Богатырская) симфония (1876). К числу лучших созданий камерно-инструментального жанра принадлежат квартеты Бородина (1-й — 1879, 2-й — 1881).
Композитор — тонкий художник камерно-вокальной музыки. Образец его вокальной лирики — элегия «Для берегов отчизны дальней» на слова Пушкина. Бородин впервые ввёл в романс образы русского богатырского эпоса, а с ними — освободительные идеи 1860-х гг. («Спящая княжна», «Песня тёмного леса» и др.). Писал также сатирические, юмористические песни («Спесь» и др.). Для творчества Бородина характерно глубокое проникновение в строй русской народной песни, а также музыки народов Востока (в «Князе Игоре», симфониях, симфонической картине «В Средней Азии»). Творчество Бородина, яркое, самобытное, оказало воздействие на русских и зарубежных композиторов. Традиции Бородина продолжили советские композиторы (С. С. Прокофьев, Ю. А. Шапорин, Г. В. Свиридов, А. И. Хачатурян и др.). Велико значение этих традиций для развития национальных музыкальных культур народов Закавказья и Средней Азии.
Бородин — автор более 40 работ по химии. Ученик Н. Н. Зинина. Докторскую диссертацию написал на тему: «Об аналогии фосфорной и мышьяковой кислоты в химических и токсикологических отношениях». Разработал оригинальный способ получения бромзамещённых жирных кислот действием брома на серебряные соли кислот; получил первое фторорганическое соединение — фтористый бензоил (1862); исследовал ацетальдегид, описал альдоль и реакцию альдольной конденсации.