Albert Calmette est né le 12 juillet 1863 à Nice. Son père mène une carrière préfectorale. Sa mère, née Adèle-Reine Charpentier, meurt deux ans après sa naissance. Il est élevé ainsi que ses deux frères, Gaston et Emile, par la seconde épouse de son père, Marie Quiney. Il effectue ses études primaires et secondaires aux lycées de Clermont-Ferrand, de Brest, à l'Ecole Saint-Charles de Saint-Brieuc, ainsi qu'au lycée Saint-Louis à Paris.
De 1881 à 1883, il est élève de l'École de médecine navale de Brest. De 1883 à 1887, il entre dans le Service de santé de la marine et participe à la campagne de Chine, dans l'escadre de l'Amiral Courbet, puis à la campagne du Gabon-Congo, à bord du navire-hôpital Alceste. Pendant son court séjour en Afrique (1886-1887), il trace un plan d'action sanitaire fondé sur la collaboration des médecins et des laboratoires scientifiques.
En 1886 il soutient sa thèse et devient Docteur en médecine.
Il effectue ensuite un séjour de deux ans (1888-1890) à Terre-Neuve et aux îles Saint-Pierre et Miquelon où il conduit des recherches expérimentales sur le rouge de morue. Il demande en 1890, à passer dans le corps des troupes coloniales et à suivre un stage d'études à l'Institut Pasteur à Paris, qu'il effectue dans le laboratoire du docteur Émile Roux.
Institut Pasteur de Saïgon (1891-1893)
Louis Pasteur sut rapidement apprécier ses solides connaissances scientifiques, aussi, il le désigne pour aller fonder et diriger, de 1891 à 1893, à Saigon, un Institut antirabique et un centre d'études scientifiques où, tout en assurant le service de la rage et de la variole, il poursuivit diverses recherches sur la dysenterie, les venins de serpents et les levures chinoises (fermentation de l'opium et fermentation alcoolique du riz). 
Là, il montre à ses camarades médecins stupéfaits avec quelle facilité on peut trouver l’hématozoaire de Laveran dans le sang des paludéens. Il réussit à préparer des quantités suffisantes de vaccins contre la variole et contre la rage pour toute l’Indochine et même les pays voisins.
Institut Pasteur de Lille (1895-1919)
Il revient en France, il est placé hors cadre du Corps de Santé des colonies, et mis à la disposition de l'Institut Pasteur. Il y reprend les études entreprises en Indochine sur la physiologie des venins, la vaccination et la sérothérapie antivenimeuse, et réussit à préparer le premier sérum antivenimeux polyvalent. Il participe à la préparation de sérums antipesteux avec A. Borrel et A. Yersin.
A la suite de la visite d'une délégation du Conseil d'hygiène et de la municipalité de Lille, Louis Pasteur et Emile Roux confient à Calmette, en janvier 1895, la mission d'organiser à Lille un institut de sérothérapie et de recherches microbiologiques. Il étudie les conditions matérielles de ce projet, et l'Institut Pasteur de Lille est inauguré en 1899 dont il sera le directeur jusqu'en 1919.
Il y entreprend des travaux sur l'ankylostomiase, l'épuration biologique des eaux usées (création à La Madeleine, près de Lille, de la première station française d'épuration), ainsi que divers travaux de bactériologie.
Dès 1896 il est chargé du cours de bactériologie et thérapeutique expérimentale à la faculté de médecine de Lille. Il sera nommé professeur honoraire en 1914.
En 1899, il dirige également une mission chargée de combattre l'épidémie de peste bubonique survenue à Porto; il est accompagné par A. Salimbeni. La même année il entre au comité de rédaction des Annales de l'Institut Pasteur où il retrouve E. Duclaux, Ch. Chamberland, J.-J. Grancher, E. Metchnikoff, Ed. Nocard, E. Roux, I. Straus, L. Vaillard.
Vaccination antituberculeuse avec Camille Guérin (B.C.G.)
En collaboration avec Camille Guérin, docteur vétérinaire, entre 1904 et 1928, Calmette mène des recherches sur le bacille tuberculeux bovin traité par la bile (mécanisme de l'infection bacillaire, immunité antituberculeuse) et parvient à créer artificiellement une race de bacilles privés de virulence, dont il vaccine avec succès de jeunes bovins et des singes de diverses espèces. Grâce à la ténacité de Camille Guérin qui entretient, sans se décourager, pendant 13 années, le bacille tuberculeux émulsionné avec de la bile de bœuf; en 1921, ils produisent le vaccin BCG utilisable sur l'homme, la méthode de vaccination préventive de la tuberculose par le vaccin bilié Calmette-Guérin (B.C.G) est née.
Actions contre la tuberculose et autres charges
Entre 1901 et 1903, il ouvre à Lille le premier dispensaire antituberculeux en France (Dispensaire Emile Roux) et contribue à fonder la Ligue du Nord contre la tuberculose, ainsi qu'une filiale de l'Œuvre Grancher. 
De 1901 à 1926 il est délégué du Gouvernement français aux conférences sanitaires internationales et aux congrès internationaux pour l'étude de la tuberculose. En 1911, il devient membre du comité médical des Sanatoriums populaires de Paris, dirigé par L. Guinard.
En 1909, Albert Calmette accepte, malgré les charges multiples qui lui incombent déjà, d'organiser et de diriger à ses débuts, avec Edmond Sergent, l'Institut Pasteur d'Alger.
Il est chargé de mission en 1910, par le ministère de l'Intérieur et le Conseil supérieur d'hygiène publique de France pour l'étude d'une épidémie de choléra à Marseille.
Lors de la Première Guerre mondiale, il est nommé adjoint du directeur du service de santé de la 1re région à Lille, chargé d' organiser les hôpitaux militaires auxiliaires. Pendant les quatre années d'occupation de la ville de Lille par l'armée allemande, il continue avec ses collaborateurs de l'Institut Pasteur de Lille, la fabrication des sérums et vaccins nécessaires à la population. Sa femme est détenue plusieurs mois en otage, avec plusieurs autres femmes Lilloises.
En 1918, il est nommé, avec L. Martin, sous-directeur de l'Institut Pasteur de Paris et chargé de la direction du cours de bactériologie, il ne prend ses fonctions qu'en 1919.
De 1919 à 1933, il reconstitue à l'Institut Pasteur de Paris une équipe de travail sur le bacille tuberculeux et le BCG (bacille Calmette-Guérin). Après qu'en 1921, B. Weill-Hallé ait vacciné avec succès des enfants nés de parents tuberculeux, à l'Hôpital de la Charité, la vaccination par BCG acquiert droit de cité.
En 1919 il est élu à l'Académie de Médecine. Il reçoit la direction des Annales de l'Institut Pasteur et la responsabilité des Instituts Pasteur d'Outre-mer.
En 1920 il fait paraître son traité : L'infection bacillaire et la Tuberculose. Il participe à la fondation de l'Institut Pasteur Hellénique à Athènes. Il est également nommé vice-président du Comité national de défense contre la tuberculose (CNDT). Il est élu président de la Société de pathologie exotique (SPE) de 1920 à 1924 .
L'année 1927 le voit entrer à l'Académie des sciences.
En 1929 il participe à l'élaboration des plans d'un vaste bâtiment destiné à accueillir tous les laboratoires de recherches sur la tuberculose de l'Institut Pasteur. Il en prend possession en 1931.
Procès de Lübeck
Entre février et avril 1930, dans la ville allemande de Lübeck, une catastrophe allait fortement entacher la réputation du vaccin BCG. Pendant sa préparation au laboratoire des mycobactéries, du vaccin BCG fabriqué sur place fut accidentellement contaminé par une souche virulente de bacilles tuberculeux humains. Sur 256 enfants ayant reçu ce vaccin contaminé, 77 moururent et 130 furent atteints de tuberculose chronique. Une commission nommée par le gouvernement allemand, en mai 1930, enquêta pendant 20 mois. Le tribunal pénal est saisi pour homicide involontaire. D'octobre 1930 à février 1931, se déroule un long procès avec une couverture médiatique internationale. Le jugement final retient une probable contamination accidentelle du BCG avec une souche tuberculeuse virulente lors de la production locale du vaccin. L'innocence du vaccin BCG est finalement reconnue, mais Albert Calmette sortit profondément marqué par ce drame : "des tortures morales dont personne ne peut imaginer l'atrocité".
Albert Calmette décède le 29 octobre 1933 à Paris. Il repose selon ses vœux, à Jouy-en-Josas (Yvelines) derrière la chapelle des Metz.
En plus de ses recherches sur la tuberculose, Calmette entrepris d'importants travaux pour améliorer l'hygiène du réseau d'eau à Lille et apporta sa contribution aux recherches dans la bataille contre l'ankylostomose.