Родился в Париже 15 декабря 1852 года. Его отец Александр Эдмон Беккерель (1820 – 1891) и его дед Антуан Сезар Беккерель (1788 – 1878) были известными физиками, профессорами Парижского национального естественно-исторического музея.

По окончании Политехнической школы в 1875 году Беккерель поступил в Государственное бюро мостов и дорог, а в 1894 году стал главным инженером этого бюро.

В 1892 году Беккерель стал профессором Парижского национального естественно-исторического музея, где до этого были профессорами его дед и отец. С 1895 года Беккерель становится профессором Политехнической школы.

Основные его работы посвящены оптике (магнитооптика, фосфоресценция, инфракрасные спектры) и радиоактивности. В 1896 году, исследуя действие люминесцирующих минералов на фотопластинку, Беккерель случайно обнаружил, что некоторые соли урана вызывают почернение фотопластинок, завернутых в светонепроницаемую черную бумагу или металлическую фольгу. Дальнейшие исследования показали, что излучение солей урана не имеет ничего общего с люминесценцией и происходит без выдерживания их на свету. Явление самопроизвольного испускания лучей особой природы было названо радиоактивностью.

В 1901 году Беккерель и независимо от него, Пьер Кюри, обнаружили физиологическое действие радиоактивного излучения, а также его способность ионизировать газ. За открытие естественной радиоактивности Беккерель был удостоен Нобелевской премии по физике 1903 году, разделив ее с Пьером и Марией Кюри.

Умер Беккерель в Бретани 25 августа 1908 года.

В честь Беккереля названа единица измерения радиоактивности, беккерель.