Fue bautizado como Gómez Suárez de Figueroa, nombre que tiempo después cambiaría. Tuvo una buena educación en primeras letras y estudió con los hijos de Francisco y Gonzalo Pizarro, mestizos e ilegítimos como él.

Estuvo presente en las primeras acciones de la conquista del Perú y las guerras civiles entre los conquistadores; resumió esa visión del fin de una era y el comienzo de otra muy distinta, en una frase famosa: "Trocósenos el reinar en vasallaje".
Viajó a España en el año 1560, donde reclamó el derecho a su nombre —entre sus antepasados ilustres se encontraban el poeta Garcilaso de la Vega, Jorge Manrique y el marqués de Santillana— lo que consiguió y al que agrega orgullosamente el apelativo Inca, por el que se le conoce.
En 1561, se estableció en Montilla, donde cuenta con la protección de sus parientes paternos, y algún tiempo después en Córdoba (1589), donde se vinculó a los círculos de humanistas españoles y se dedicó al estudio y la investigación que le permitirían escribir sus crónicas.
Su vinculación con el mundo de la literatura, comenzó con la notable traducción (1590) de los Diálogos de amor de León Hebreo, escrita en italiano.
Su primera crónica, La Florida del Inca (1605), epopeya en prosa, trata de la conquista de la península de ese nombre (actualmente parte de los Estados Unidos) por Hernando de Soto.
Como gran obra máxima destaca los Comentarios reales. La primera parte (1609) narra la historia, cultura e instituciones sociales del imperio incaico; y la segunda, a la que llamó Historia general del Perú (publicada póstumamente en 1617), se ocupa de la conquista de esas tierras y de las guerras civiles.
Garcilaso de la Vega falleció en Córdoba, España, el 23 de abril de 1616.