Georg Christoph Lichtenberg wurde am 1. Juli 1742 als jüngstes der siebzehn Kinder des protestantischen Pfarrers (und späteren Superintendenten) Johann Conrad Lichtenberg (1689 – 1751) und seiner Frau Henriette Katharina (1696 – 1764) in Ober-Ramstadt bei Darmstadt geboren. Der Vater starb zwei Wochen nach Georg Christophs neuntem Geburtstag, und dreizehn Jahre später folgte der junge Mann dem Sarg seiner Mutter. Vermutlich aufgrund einer rachitischen Rückgratverkrümmung (Kyphoskoliose) in früher Kindheit blieb er extrem klein, und sein Rücken deformierte sich (Höcker).

Ein landgräfliches Stipendium ermöglichte es Georg Christoph Lichtenberg, im Mai 1763 mit dem Studium an der Georgia-Augusta-Universität in Göttingen zu beginnen. Er belegte zwar die verschiedensten Fächer, aber den Schwerpunkt bildeten Mathematik und Physik. Zu seinen Professoren gehörte Abraham Gotthelf Kästner (1719 – 1800). Im Frühjahr 1770 hielt er sich sieben Wochen in England auf und beeindruckte dabei König Georg III. so, dass dieser einen Brief an die Universität Göttingen schrieb. Nicht zuletzt deshalb wurde er gleich nach seiner Rückkehr zum außerordentlichen Professor an der philosophischen Fakultät ernannt. Georg Christoph Lichtenberg verließ Göttingen nur noch ein einziges Mal und reiste im August 1774 erneut nach England. Erst im Dezember 1775 kehrte er zurück und lehrte – nun als ordentlicher Professor – Mathematik, Astronomie und Experimentalphysik.

Beim Abschleifen der Harzplatte eines zweieinhalb Meter hohen Elektrophors (Influenzmaschine) entdeckte er 1777 die büschelförmigen Muster von Mennigepulver, die darauf bei der elektrischen Entladung entstanden. Sie wurden später nach ihm benannt: „Lichtenbergsche Figuren“.

Den von Benjamin Franklin (1706 – 1790) erfundenen Blitzableiter probierte er 1780 an seinem Gartenhaus in Göttingen aus. 1787 erschien Lichtenbergs Überarbeitung des von seinem zehn Jahre zuvor verstorbenen Kollegen Johann Christian Polycarp Erxleben (1744 – 1777) – einem Sohn der Quedlinburger Ärztin Dorothea Erxleben (1715 – 1762) – herausgegebenen Standardwerks der Experimentalphysik: „Anfangsgründe der Naturlehre“. Lichtenberg beschäftigte sich jedoch nicht nur mit Naturwissenschaften, sondern er schrieb zum Beispiel auch eine viel beachtete Arbeit über die humoristischen und gesellschaftskritischen Kupferstich-Zyklen des englischen Künstlers William Hogarth (1697 – 1764). Außerdem gab Georg Christoph Lichtenberg 1777 bis 1799 bzw. 1780 bis 1785 den „Göttingischen Taschen Calender“ und – zusammen mit Johann Georg Forster (1754 – 1794) – das „Göttingische Magazin der Wissenschaften und Litteratur“ heraus. Sowohl in seinen Vorlesungen als auch in seinen Veröffentlichungen wandte er sich gegen jede Art von Aberglauben und bekannte sich zur Aufklärung.

Nach dem Tod seiner Mutter hatte Georg Christoph Lichtenberg angefangen, Tagebucheintragungen, Aphorismen, Gedankenblitze und wissenschaftliche Einfälle in sogenannten „Sudelbüchern“ festzuhalten. Auszüge aus den „Sudelbüchern“ erschienen erstmals in Lichtenbergs „Vermischten Schriften“.

Maria Dorothea Stechardin, die Lichtenberg im Mai 1777 kennen gelernt hatte, drei Jahre später in seine Wohnung gezogen war, starb am 4. August 1782 im Alter von siebzehn Jahren. Im Jahr darauf nahm er Margarethe Kellner (1759 – 1848) als Hausmädchen auf. Nach der Geburt seines Sohnes Georg Christoph Eckardt (1786 – 1845) und seiner Tochter Luise Wilhelmine (1789 – 1819) heiratete er 1789 Margarethe Kellner. Insgesamt zeugte er acht Kinder mit der siebzehn Jahre jüngeren Frau.

Ab 1789 litt Georg Christoph Lichtenberg immer wieder unter Asthmaanfällen. Er starb am 24. Februar 1799 in Göttingen.