Родился в Москве, на Ордынке, в старинной дворянской семье Хомяковых; отец — Степан Александрович Хомяков, мать — Марья Алексеевна, урождённая Киреевская. Получил домашнее образование. В 1821 году сдал экзамен на степень кандидата математических наук при Московском университете. Ко времени учения в Москве относятся первые стихотворные опыты Хомякова и перевод «Германии Тацита», напечатанный в «Трудах Общества Любителей Российской Словесности». В 1822 году Хомяков определился на военную службу сначала в Астраханский кирасирский полк, через год перевёлся в Петербург в конную гвардию. В 1825 году временно оставил службу и уехал за границу; занимался живописью в Париже, написал историческую драму «Ермак», поставленную на сцене только в 1829 году, а напечатанную лишь в 1832 году. В 1828—1829 годах Хомяков участвовал в русско-турецкой войне, после окончания которой в чине штаб-ротмистра вышел в отставку и уехал в своё имение, решив заняться хозяйством. Сотрудничал с различными журналами.

В 1836 году, 5 июля, он обвенчался с сестрой поэта Языкова, Екатериной Михайловной.

В статье «О старом и новом» (1839) им были выдвинуты основные теоретические положения славянофильства. В 1838 году он приступил к работе над своим основным историко-философским сочинением «Записки по всемирной истории».

В 1847 году Хомяков посетил Германию. С 1850 года особое внимание стал уделять религиозным вопросам, истории русского православия. Для Хомякова социализм и капитализм были в равной степени негативными отпрысками западного декадентства. Запад не смог решить духовные проблемы человечества, он увлекся конкуренцией и пренебрёг кооперацией. По его словам: «Рим сохранил единство ценой свободы, а протестанты обрели свободу ценой единства». Считал монархию единственно приемлемой для России формой государственного устройства, выступал за созыв «Земского собора», связывая с ним надежду на разрешение противоречия между «властью» и «землёй», возникшее в России в результате реформ Петра I.

Занимаясь лечением крестьян во время холерной эпидемии, заболел. Скончался 23 сентября (5 октября) 1860 года в селе Спешнево-Ивановском Рязанской губернии (ныне в Липецкой области). Похоронен в Даниловом монастыре рядом с Языковым и Гоголем. В советское время прах всех троих был перезахоронен на новом Новодевичьем кладбище.

Ю. Самарин писал о нём:
"Раз я жил у него в Ивановском. К нему съехалось несколько человек гостей, так что все комнаты были заняты и он перенес мою постель к себе. После ужина, после долгих разговоров, оживленных его неистощимою веселостью, мы улеглись, погасили свечи, и я заснул. Далеко за полночь я проснулся от какого-то говора в комнате. Утренняя заря едва-едва освещала ее. Не шевелясь и не подавая голоса, я начал всматриваться и вслушиваться. Он стоял на коленях перед походной своей иконой, руки были сложены крестом на подушке стула, голова покоилась на руках. До слуха моего доходили сдержанные рыдания. Это продолжалось до утра. Разумеется, я притворился спящим. На другой день он вышел к нам веселый, бодрый, с обычным добродушным своим смехом. От человека, всюду его сопровождавшего, я слышал, что это повторялось почти каждую ночь..."