Issu d'une famille modeste, son père est employé à la Manufacture Nationale d'Armes de Saint-Étienne (MAS) et sa mère est institutrice. Il écoute de la musique sur le tourne-disque qu'on lui offre pour ses quatre ans, en particulier les Compagnons de la chanson et Yma Sumac.
À 13 ans, il devient apprenti à la MAS et se met également à la boxe. Il fait un petit séjour en maison de correction suite à quelques larcins. À sa sortie, il commence à travailler. Le travail lui semble insipide, il écrira plus tard « À cette époque de ma vie, je me cherchais : je ne savais pas si je serai gangster, boxeur ou poète... ». Il adhère au Parti communiste en 1963. À 19 ans il part pour le Brésil, d'où il revient en 1966. Il est alors considéré comme insoumis et est interné en forteresse à Metz pendant un an.
À sa sortie, il commence à chanter dans les cabarets, son fief était Chez Jacky Scala, rue Lacépède ; on le retrouve aussi à la Cour des miracles à Bordeaux où Gérard Ansaloni fait sa première partie. Il sort en 1967 ses premiers 45 tours. Il obtient le prix de la Rose d'or de la chanson à Montreux avec La Frime. Son premier album sort en 1968, avec en titre son prénom et un énigmatique Lavilliers qui deviendra son nom de scène. Pendant les événements de mai 1968, il chante dans les usines occupées de la région lyonnaise. Au mois de juin, il fait la manche en Bretagne. Il exerce plusieurs petits boulots (restaurateur, gérant de night-club...), il se marie en 1970 avec Évelyne.
Il sort son deuxième album en 1972, Les Poètes et commence à avoir une certaine notoriété, qui se confirme en 1975 avec Le Stéphanois (et l'inoubliable San Salvador). Mais la consécration intervient en 1976 avec Les Barbares. Il passe pour la première fois à l'Olympia où il fait un triomphe en octobre 1977.
Il s'installe à Saint-Malo, achète un bateau mais part vite pour la Jamaïque, puis New York et le Brésil. Il revient en France pour une série de concerts. Les années 1980 seront des années de gloire. Le voyou s'assagit un peu mais reste fidèle à son image de bourlingueur, d'aventurier mais aussi de rebelle.
Lavilliers a consacré plus que sa part au sujet de la drogue. Bien que les chansons les plus explicites restent Berceuse pour une shootée et Sax'Aphone, il fait allusion à la « dope », l'héroïne, la coke, au « chichon » et à l'herbe dans plusieurs chansons, ainsi qu'aux effets ou à l'ambiance autour de ces substances hallucinogènes qu'il admet avoir expérimenté.
Mariages avec Évelyne (1970) et Melle Li (1984). Au tournant des années 70 et 80, c'est sa compagne Lisa Lyon, championne du monde de culturisme, qui va l'encourager à travailler son corps comme un sculpteur, ce qui contribuera à l'image de chanteur physique.
Sa fille Anne-Laure naît en 1967.
Virginie, naît en 1972 de son second mariage avec Évelyne. Elle fait une apparition dans le Fréquenstar du 3 août 1995 à Bahia au Brésil.
Guillaume naît en 1975 du mariage avec Évelyne. Il l'accompagne parfois sur scène.
Salomé naît en 1987. Il lui consacre la chanson du même nom. Elle apparaît avec lui sur scène, notamment en 1996 au Palais des Sports.
Après les multiples références à l'idole de ses débuts, il chante avec Léo Ferré à la fête de l'Humanité en 1992.
Aujourd'hui il reste fidèle à lui-même et à ses combats en chantant pour les altermondialistes ou en offrant des concerts gratuits avec les mêmes moyens que ceux commerciaux.
Bernard Lavilliers est le parrain du phare d'Eckmühl à la pointe de Penmarc'h, dans le sud Finistère. En 2004, Bernard Lavilliers a sortit Carnets de bord, nouvel hymne au voyage. En 2008, il sort Samedi soir à Beyrouth, un album reggae réalisé à Kingston en Jamaïque et à Memphis aux Etats-Unis avec des musiciens locaux.
