肥後国（熊本県）阿蘇郡小国町出身。熊本医学校・東京医学校を経てドイツに留学し、ロベルト・コッホの下で細菌学を学んだ。1889年に破傷風菌の純粋培養に世界で初めて成功し、翌年にはエミール・フォン・ベーリングとともに血清療法を確立した。この業績は免疫学の礎となり、ベーリングは第1回ノーベル生理学・医学賞を受賞したが、北里は受賞を逃した。帰国後、芝公園内に伝染病研究所（現・東京大学医科学研究所）を設立した。1894年には香港でペスト菌を発見した（フランスのイェルサンと同時期）。伝研の東大移管に抗議して辞職し、私財を投じて北里研究所を設立した。慶應義塾大学医学部の創設にも尽力し、野口英世を含む多くの優秀な弟子を育てた。「細菌学の父」と称され、近代日本の感染症研究の礎を築いた偉大な師であった。2024年発行の新千円札の肖像に採用された。その功績を称えて設立された北里大学は、今日も感染症医学の最前線で世界に貢献し続けている。