הארי נולד בירושלים לרבי שלמה לוריא, בן למשפחת הרבנים האשכנזית לוריא המיוחסת לרש"י ולדוד המלך, ולאם ספרדיה, בת למשפחת פראנסיס. אביו נפטר בהיותו כבן שמונה, ולאחר תקופה שבה ניסתה אמו להסתדר בלי לקבל צדקה, נאלצה לרדת עם בנה למצרים ולהתגורר אצל אחיה האמיד מרדכי פראנסיס. במצרים למד מפי רבי בצלאל אשכנזי ואחר כך בצוותא עם רבו זה מפי הרדב"ז.
נישא לבת דודו מרדכי. שנתיים לאחר מכן גילה ספר קבלי והחל לעסוק בתורה זו, הוא התבודד במשך תקופה שלגבי אורכה חלוקות המסורות. רבי חיים ויטאל כתב עליו שזכה לרוח הקודש ברמה שלא זכו רבים לפניו ואחריו ולגילוי אליהו וכן למד וקיבל מפי אליהו. נאמר לו מן השמים לעלות לארץ ישראל ולהתיישב בצפת וללמד שם את רבי חיים ויטאל. ייתכן שבדרכו לצפת שהה זמן מה בירושלים. בתקופה זו עסק כנראה גם בהוראה בלי משכורת (לא רצה להשתמש בתורה כמקור פרנסה) ולפי תעודות מגניזת קהיר התפרנס גם ממסחר בתבלינים ובתבואה.
בשנת ה'ש"ל, 1570, הגיע לצפת עם אשתו ושתי בנותיו וחי שם במשך שנתיים. בשנתו הראשונה התוודע לכמה מחכמי צפת ומסר להם מגילוייו בתורת הקבלה. לאחר מכן פגש ברבי חיים ויטאל, העמיד אותו כבכיר תלמידיו וממשיך מורשתו, ומסר לו דברי תורה רבים ביחידות. דברים אלו שימשו בהמשך כתשתית לסדרת כתבי האר"י שכתב וערך הרב ויטאל.
האר"י נפטר בה' באב ה'של"ב, 1572, במגפה הגדולה שפקדה אז את הגליל, והוא בן 38. הוא נקבר בבית העלמין העתיק בצפת, בסמוך לקבר רבי משה קורדובירו, בנו רבי משה לוריא ומשפחתו.
שתי בנותיו נישאו בצפת. האחת, עכסה, לרבי שלמה סאגיס, ראש ישיבה בצפת ורבו של המהרי"ט, והשנייה לבנו של רבי יוסף קארו. על פי המסורת בנו נפטר לאחר שהאר"י גילה סודות קבליים עמוקים לתלמידיו, ובגין זה נענש משמיים.
לפי המסופר, הרמ"ק הורה לתלמידיו לפני פטירתו, שממשיכו יתגלה בהלוויתו, בתור מי שיראה עמוד של אש ההולך אחר מיטתו. אותו אחד היה האר"י שבא באותה תקופה לצפת וטרם נודע בציבור.