파리 북서부의 노동자 가정에서 태어났고 고등학교 시절부터 청년사회주의단체에서 활동하였다. 대학에서는 의학과 철학을 공부하였고, 그후 제도적 정신요법의 토대를 실천적이고 이론적으로 생산했던 보르도 정신병원에서 의사로 일하였다. 가타리는 1953년 이래 라캉이 주도하던 세미나에 참여하였다. 그러나 68운동 과정과 그 이후에 라캉의 정신분석이 새로운 흐름을 반동적으로 회수해 가는 것을 보고, 정신분석이 지닌 이데올로기적 역할을 감지하면서 라캉에게 비판적이고 적대적인 입장을 차지하게 되었다.

1969년 들뢰즈를 만난 이후 가타리는 프로이트와 마르크스의 종합을 시도하였고 비라캉적인 용어들을 가지고 사회정치적 무의식에 관한 이론을 구성하기 시작하였다. 그는 횡단성 개념을 통해 구조주의를 공격해 나갔고 점차 분열분석방법을 통해 새로운 사회적 실천을 모색해 나갔다. 68년 혁명 이후 대중의 다양한 욕망분출에 주목하고 기존의 정치가 가졌던 억압적 방식을 비판하고 욕망의 미시정치를 제기하였으며, 국가 장치를 중심으로 한 혁명적 실천을 기계적 작동과 욕망해방이라는 방향으로 바꾸어 나가려고 하였다. 가타리는 이러한 분자혁명아린 상을 1980년대 이후 생태학과 카오스모제라는 생선론으로 전개해 나갔다.

저서로는 『정신분석과 횡단성』, 『분자혁명』, 『기계적 무의식』 ,『인동의 세월』, 『분열분석적 지도제작』, 『세가지 생태학』, 『카오스모제』등이 있다.