Точных сведений о биографии Катулла сохранилось мало. Он родился в Вероне (Цизальпинская Галлия), вероятно в 87 г. до н. э. (667 год от основания Рима), в консульство Л. Корнелия Цинны (1-й раз консул в 87 г., 2-й в 84 г.). По-видимому, принадлежал к землевладельцам Северной Италии, известно, что Цезарь гостил в доме его отца.
В поисках карьеры переселился в Рим, где окунулся в легкомысленную жизнь молодежи.
В Риме он стал во главе кружка молодых поэтов “неотериков”, который был связан узами тесного товарищества (jus sodalicii), и отличался особенно в ямбах, в едкой эпиграмме и в вольных стихотворениях любовного характера. Между друзьями поэта, которым он посвятил немало стихотворений, особенно близок к нему был Гай Лициний Кальв и Гай Гельвий Цинна. В Риме развернулась его любовная история с женщиной, воспетой им в стихах под псевдонимом Лесбия.
Из произведений Катулла видно, что он был в литературных связях и с главными представителями господствовавшей тогда прозаической литературы – с Цицероном, оратором Гортензием, Корнелием Непотом и другими, пылая, вместе с Кальвом, непримиримой
ненавистью к Юлию Цезарю и бросая в него и в его друзей самыми язвительными ямбами и едкими эпиграммами, к которым Цезарь, по словам Светония, не оставался нечувствительным.
Его отец владел виллой в веронской области, на Сирмионском полуострове, который вдавался от южного берега в lacus Benacus (н. Lago di Garda) и который воспет Катуллом как прекраснейший из всех полуостровов; кроме того, была у него вилла близ Тибура. Тем не менее он, видимо, был не очень богат.
В 57 г. до н. э. он сопровождал пропретора Луция Меммия Гемелла в Вифинии, поэта-любителя, которому Тит Лукреций Кар посвятил поэму “О природе вещей”. На обратном пути посетил могилу погребенного близ Трои брата, потерю которого он оплакивал самым искренним и поистине трогательным образом. Проведя в Азии примерно два года, он возвращается морем домой, приезжает к озеру Бенака и возвращается в свою родную Виллу на Сирмионе.
Оттуда после свидания с отцом он возвращается в Рим.
Умер Катулл очень рано, едва 30 лет от роду; год смерти его в точности неизвестен, скорей всего 54 или же 47 год (707 год от основания Рима). Св. Иероним пишет, что Катулл родился в 87 до н. э. и умер в Риме в возрасте 30 лет, однако, поскольку ряд стихотворений написан после 57 до н. э., Иероним ошибается либо относительно даты рождения Катулла, либо относительно его возраста на момент смерти. Наиболее поздние из упоминающихся в его лирике событий относятся к 55-54 до н. э.