매사추세츠 주 콩코드에서 조그만 사업을 하는 아버지 존 소로의 셋째 아이로 태어났다. 1828년 그의 부모는 소로를 콩코드 아카데미에 보냈고 그곳 교사들의 도움으로 아카데미를 졸업한 후 1833년 하버드대학교에 입학했다 1837년 중간 정도의 성적으로 졸업한 뒤 가업인 연필 제조업, 교사, 측량 업무 등에 종사했지만, 평생 일정한 직업에 정착하지 않고 학업에 매진했다. 1837년 선배인 에머슨을 알게 되어 그의 집에서 3년간 기거하며 ‘초월주의자 그룹’, 즉 콩코드 집단에 가담, 기관지 《다이얼》에 번역물이나 논문을 실었다. 
1840년 그는 콩코드를 방문한 매력적인 여인 엘런 슈얼에게 청혼했으나 거절당한다. 1845년 소로는 월든 호숫가에 통나무집을 짓고 살기 시작하는데 이때부터 3년간 월든 호반에서 생활한 내용을 이 책 《월든》(1854)에 기록하여 책으로 출간한다. 이 책은 소로 생전에는 1,700부밖에 팔리지 않았으나 지금은 미국 문학의 고전으로 전 세계에서 널리 읽히며 독자들의 끝없는 사랑과 관심을 받고 있다. 
소로는 사회문제에도 항상 참여적인 태도로 일관했고, 1846년 7월 멕시코전쟁에 반대하여 인두세 납부를 거부한 죄로 투옥당했으나, 다음날 친척이 대납해주어 감옥에서 풀려난다. 이때의 경험을 기초로 쓴 《시민 불복종》(1849)은 훗날 간디의 사상에 커다란 영향을 미치기도 했다. 1850년 의회에서 통과된 도망노예법에 반대하여 1854년 보스턴에서 강연했고, 다시 1859년 하퍼즈 페리의 반란에 즈음하여 ‘존 브라운 대위 변호’를 여러 곳에서 강연하기도 했다. 
1862년 5월 6일 45세를 일기로 콩코드에서 숨을 거두었으며 그 밖에 《콩코드 강과 메리맥 강에서의 일주일》 《메인 주의 숲》 《코드 곶》(1865) 등의 저서를 남겼다.