Родился в Тосынской волости Тургайского уезда, в семье крестьянина. Получил первоначальное образование в родном ауле, затем учился в Тургайском русско-казахском училище (1886-1891), в Оренбургской учительской семинарии (1891-1895). Педагогическую деятельность начал в 1895 году учителем аульной, затем волостной школ. В 1909 году, будучи заведующим двухклассным русско-казахским училищем, в городе Каркаралинске примкнул к оппозиции существующему строю, за что был арестован и сослан в город Оренбург.
Ахмет Байтурсынов - автор первого казахского букваря. Новый казахский алфавит, названный в честь ученого байтурсыновским, в свое время служил хорошим образцом для всех тюркоязычных народов при проведении реформы письменности. Автором написаны также «Пособие по родному языку», «Изложение курса казахского языка», «Руководство к изучению грамматики», «Развитие речи», различные хрестоматии. Эти методические труды до сих пор пользуются авторитетом у ученых в области казахского языкознания и методики преподавания казахского языка.
В 1913 году Ахмет Байтурсынов стал первым редактором газеты «Казах», созданной по инициативе казахской интеллигенции. Главным в программе газеты было освещение проблем развития казахского языка, культуры, школьного образования.
После революции 1917 года, будучи членом партии «Алаш», был избран членом Военно-революционного комитете Киргизского (Казахского) края, работал наркомом просвещения края (1920-1921), председателем Академического центра (1921-1922), являлся членом научно-методического совета Наркомпроса.
В 1920 году вступил в РКП(б), в 1921-1928 годах работал в Казахском институте народного образования, где читал лекции по казахскому языку и литературе, истории и культуре. В 1928-1929 годах Ахмет Байтурсынов - профессор Казахского государственного университета. Созданная им и названная его именем графическая система позволила быстрее ликвидировать неграмотность, повысить письменную культуру казахов.
В июне 1929 года во время творческой поездки в Кзыл-Орду был арестован. Ему вменялось в вину, что в 1926 году на съезде тюркологов в Баку он встречался с зарубежными учеными, пытался наладить связь с Мустафой Шокаем, якобы для того, чтобы тот помог осуществить план отделения Казахстана от России. В 1931 году - ссылка в Архангельскую область, откуда он вернулся в Алма-Ату лишь через три года. И в 1937 году, когда поднялась новая волна репрессий, его вновь арестовали. 8 декабря 1937 года Ахмат Байтурсынов был расстрелян как «враг народа». В 1988 году был реабилитирован.