Apja, hivatásos katona, huszártiszt földbirtokos volt; anyja egy nagyszebeni gazdag, részben szerb származású polgárcsaládból származott. Két testvére volt, Anna és István. Weöres gyermekéveit Pápán és Csöngén töltötte. Gimnáziumi tanulmányait Szombathelyen a Faludy Ferenc Reálgimnáziumban majd, Győrben és Sopronban végezte. Első novelláját a szombathelyi Hír című újság közölte, a Pesti Hírlapban 1929-ben jelentek meg versei.
1932-ben,19 éves volt, amikor már a Nyugatban is publikált, Babits és Kosztolányi személyes ismerősei voltak. 1933 1938 között Pécsett volt egyetemi hallgató. 1934 és 1938 között három kötete jelent meg, két alkalommal a Baumgarten alapítvány jutalmazottja is volt.1939-ben doktorál, disszertációjának címe: A vers születése volt. 1944 végén és 1945 elején Csöngén, a szüleivel vészelte át a háborús eseményeket. 1947-ben feleségül vette Károlyi Amy költőnőt, akivel állami ösztöndíjjal Rómában töltöttek egy évet.1948 és1951 között a Magyar Tudományos Akadémia Könyvtárában dolgozott.1951-től fordításokból élt, miután saját műveit nem publikálhatta. Sokáig csak gyermekversei jelenhettek meg. Csak 1956-ban A hallgatás tornya című kötetével tért vissza az irodalmi életbe.1970-ben Kossuth-díjjal tüntették ki, ez évben jelent meg az életművet összegző Egybegyűjtött írások a költő szerkesztésében, és nagysikerű verses regénye, a Psyché.1989. január 22-én hunyt el hosszú betegség után.
