Carl Philipp Emanuel Bach wurde als zweiter Sohn Johann Sebastian Bachs und dessen erster Frau Maria Barbara geboren. Georg Philipp Telemann war sein Taufpate. Mit seiner Familie zog er 1717 nach Köthen, wo er die Lateinschule besuchte, und 1723 nach Leipzig, wo sein Vater Thomaskantor wurde. Dort wurde er mit zehn Jahren Schüler an der Thomasschule. 1731 begann er ein Studium der Rechtswissenschaft an der Universität Leipzig und wechselte 1734 an die Universität Viadrina in Frankfurt (Oder). 1738 machte er seinen Abschluss, gab aber seine Pläne für eine Akademikerkarriere auf, um sich der Musik zu widmen.
1740 wurde er als Cembalist nach Ruppin in die Kapelle des preußischen Kronprinzen Friedrich berufen, der 1740 den Thron bestieg. Zu dieser Zeit war Carl Philipp Emanuel einer der berühmtesten Clavieristen Europas. Seine Kompositionen – die ältesten stammen von 1731 – umfassen rund dreißig Sonaten und konzertante Stücke für sein Lieblingsinstrument. In der kronprinzlichen Kapelle in Rheinsberg lernte er Quantz und die Brüder Graun kennen. Als Kammercembalist Friedrichs II. unterrichtete er den jungen Herzog Carl Eugen von Württemberg, der sich am Berliner Hof aufhielt. Ihm widmete Bach die sechs Württembergischen Sonaten für Cembalo (Nürnberg 1744), nachdem er zwei Jahre zuvor seine sechs Preußischen Sonaten, die bedeutendsten Zeugnisse der neuen Stilbildung auf dem Gebiet der Klaviersonate, Friedrich II. zugeeignet hatte. 1746 stieg er zum "Kammermusikus" auf. Aus der Berliner Zeit, in der er der "Berliner Bach" genannt wurde, stammen auch die Vertonung eines Magnificat (1749), eine Osterkantate (1756), mehrere Sinfonien und Konzerte, drei Liederbände – Geistliche Oden und Lieder mit Melodien nach Texten von Gellert (1758), Oden mit Melodien (1762) und Sing-Oden (1766) – einige weltliche Kantaten und Gelegenheitsstücke. Seine Hauptarbeit galt aber dem Klavier, für das er in dieser Periode beinahe hundert Sonaten und andere Solowerke komponierte, darunter die Sammlung mit veränderten Reprisen (1760-1768) und einige der Sonaten für Kenner und Liebhaber. Daneben hat er viele wichtige Flötensonaten geschrieben, u.a. die Hamburger Sonate.
In seinem Stil erkennt man einen Hauptvertreter des Sturm und Drang. Auch bei ihm gibt es zerrissene Melodien und ungewöhnliche Sprünge, Harmonien und Wendungen, die sich vom Üblichen der Barocktradition unterscheiden. Es war eine Zeit des Aufbruchs, vergleichbar dem in der Literatur, wo Dichter wie Friedrich Gottlieb Klopstock , Johann Gottfried Herder und der junge Johann Wolfgang von Goethe Ähnliches leisteten. Im Bereich der Musik war C.P.E. Bach ihr Pendant, der viele Stileigentümlichkeiten, die in der Literatur folgten, schon vorweggenommen hatte.