Az édesanya korai halála után a gyermekét egyedül nevelő, szenvedélyesen zenélő főügyész apja hegedűművészt akart nevelni a fiából, de az festő akart lenni. Az alkotásvágy miatt nem volt türelme gyakorolni, a rajzait, festményeit pedig a rajztanára kinevette, és csak elégségesnek ítélte. Az írásait viszont a környezete már korán értékelte. A Bácskai Hírlap közönségének 14 éves korában mutatkozott be mint zenekritikus. Tizenhét éves koráig nagyon keveset írt. Nyolcadikos gimnazistaként Bródy Sándornak, a Jövendő akkori főszerkesztőjének küldte el egy novelláját, A kályha címűt. Bródy biztatására kezdett komolyabban foglalkozni az írással.

1904-től, az érettségi után az budapesti Orvosi Egyetemen tanult, és az anatómia, az élettan lekötötte minden idejét – aztán egyszer kopogtatott a Budapesti Naplónál, és pár hónap múlva már vasárnapi tárcákat írt rendszeresen. A Nyugatnak az alapítástól munkatársa volt. 1909-ben orvosi diplomát szerzett, majd Budapesten az Elme- és Idegkórtani Klinikán kezdett dolgozni gyakornokként. (Az épületben ma a Semmelweis Egyetem Pszichiátriai és Pszichoterápiás Klinikája működik és egy emléktábla őrzi Csáth emlékét, melyet 2005 szeptemberében Kéner Balázs újságíró, Csáth-kutató állított.)

Idegorvosi munkásságának kiemelkedő alkotása az Egy elmebeteg nő naplója, mely – a saját naplóját leszámítva – egész munkásságának legnagyszabásúbb darabja. Ebben egy paranoiás nő kórképe található, amelyben a hagyományos pszichiátria és a pszichoanalízis szempontjai keverednek. Többek között ebből a műből készített filmet Szász János rendező, Ópium - Egy elmebeteg nő naplója címmel 2007-ben, mely négy díjat is nyert a 2007-es 38. Magyar Filmszemlén. Az alkotás irodalmi szakértője az emléktáblát állító Kéner Balázs volt. Csáth 1910. április 10-én, hajnali fél hatkor beszúrta az első morfiumos injekciós tűt, amire ettől kezdve tudatosan rászokott, mert érdekelte annak tudatmódosító hatása. Sajnos, csak egy ideig sikerült szenvedélyét kordában tartania. A morfium hatása alatt szerzett élményei az irodalmi művein erősen érződnek. Ezekben az ideggyógyászat akkori eredményeit is felhasználta, orvosi megfigyeléseinek irodalmi keretet adott. 1911-ben jelent meg a Délutáni álom című elbeszéléskötete, amelyben többek között ezen tapasztalatokat dolgozta fel.

1910-től különböző fürdőhelyeken volt orvos. Ekkoriban sok műve született, a munka mellett maradt ideje az irodalomra.

1913-ban vette feleségül Jónás Olgát, 1918-ban lányuk született.

1914-től katonai orvosi szolgálatra hívták be. A fronton teljesen elvesztette a kontrollt szenvedélye felett, a napi adagjai folyamatosan nőttek. Rossz idegállapota miatt gyakran szabadságolták, majd 1917-ben végleg leszerelték.

A leszokást elősegítendő falusi orvos lett Földesen, majd Regőcén, de a gondok csak fokozódtak. Környezetével megromlott a kapcsolata, fokozódott paranoiája. 1919-ben már a bajai elmeosztályon ápolták. Miután megszökött, lelőtte feleségét, és öngyilkosságot is megpróbált. A sikertelen kísérlet után a szabadkai Mária Valéria Közkórházban ápolták. Újabb szökés után a szerb demarkációs vonalnál 1919. szeptember 11-én feltartóztatták, amikoris egy pantopon nevű szer segítségével megölte magát. Munkássága nagyban kihatott a további generációkra, így több követője is akadt. Fellelhetünk olyan írókat, akik stílusvilágát teljesen és olyanokat, akik kis mértékben alkalmazzák, utóbbihoz tartótik pl.: Ágoston Gerzson.