Рано проявившийся талант позволил мальчику получить хорошее образование — сначала в коллегии Мазарини (получил степень магистра свободных наук), затем в Академии юридических наук, где он получил звание лиценциата прав. Однако профессия адвоката ему была не по душе, и он стал изучать математику.
Уже в возрасте 22 лет Даламбер представил Парижской академии свои сочинения, а в 23 года был избран адъюнктом Академии. В 1743г. вышел «Трактат о динамике», где сформулирован фундаментальный «Принцип Д’Аламбера», сводящий динамику несвободной системы к статике. Здесь он впервые сформулировал общие правила составления дифференциальных уравнений движения любых материальных систем.
Позже этот принцип был применен им в трактате «Рассуждения об общей причине ветров» (1774) для обоснования гидродинамики, где он доказал существование наряду с океанскими также воздушных приливов.
В 1748г. - блестящее исследование задачи о колебаниях струны. С 1751 года Д’Аламбер работал вместе с Дидро над созданием знаменитой «Энциклопедии наук, искусств и ремёсел». Статьи 17-томной «Энциклопедии», относящиеся к математике и физике, написаны Даламбером.
В 1757 году, не выдержав преследований реакции, которым подвергалась его деятельность в «Энциклопедии», он отошёл от её издания и целиком посвятил себя научной работе (хотя статьи для «Энциклопедии» продолжал писать). «Энциклопедия» сыграла большую роль в распространении идей Просвещения и идеологической подготовке Французской революции.
В 1754г. Даламбер становится членом Французской Академии. В 1764г. в статье «Размерность» (для Энциклопедии) впервые высказана мысль о возможности рассматривать время как четвёртое измерение.
Даламбер вёл активную переписку с российской императрицей Екатериной II. В середине 1760-х годов Даламбер был приглашён ею в Россию, в качестве воспитателя наследника престола, однако приглашения не принял. В 1772г. Даламбер избран непременным секретарём Французской Академии. В 1783г. после долгой болезни Даламбер умирает. Церковь отказывает «отъявленному атеисту» в месте на кладбище, и его похоронили в общей могиле, ничем не обозначенной.