Dzimis 1629. gada 14. aprīlī, Hāgā ietekmīgā diplomāta ģimenē. 1647. gadā mācījās matemātiku un jurisprudenciLeidenes universitātē. Izglītību turpināja Bredas universitātē, kuru tolaik sauca par Orānijas prinča koledžu. 1650. gadā atgriezās mājās nenokārtojis akadēmiskos eksāmenus ne Leidenē ne Bredā. Pēc studijām pievērsās zinātniskiem pētījumiem un dzīvoja iztiekot no personīgajiem iekrājumiem.
1651. gadā publicēja savu pirmo zinātnisko darbu - "Teorēmas par hiperbolas, elipses un riņķa kvadratūrām". 1655. gadā vairākus mēnešus pavadīja Parīzē, kur tikās ar vairākiem pazīstamiem zinātniekiem, kā arī ieinteresējās par varbūtību teoriju. 1660. gadā vēlreiz viesojās Parīzē, kur tikās ar Blēzu Paskālu.
1666. gadā kļuva par vienu no jaundibinātās Francijas Zinātņu akadēmijas locekļiem. No 1666. līdz 1681. gadam dzīvoja un strādāja Parīzē. 1681. gadā slimības dēļ atgriezās Nīderlandē, bet vēlāk atgriezties Francijā neļāva reakcionāro noskaņu pastiprināšanās, jo sevišķi Nantes edikts. 1689. gadā ceļoja uz Londonu, kur tikās ar Īzaku Ņūtonu - angļu zinātnieku, kurš bija izvirzījis alternatīvu teoriju Heigensa gaismas viļņu teorijai - korpuskulāro teoriju. Piecus pēdējos dzīves gadus Heigenss nopietni slimoja, un mira Hāgā 1695. gada 8. jūlijā, 66 gadu vecumā.