Pasó su juventud en Urbino, donde asimiló las ideas humanistas avanzadas de Piero della Francesca y Luciano Laurana. Antes de 1477 se trasladó a Milán, donde conoció las búsquedas arquitectónicas de Leonardo da Vinci. Más tarde trabajó en la corte del duque Ludovico el Moro. Al comienzo actuó como pintor, lo que se reflejó también en la primera obra arquitectónica de Bramante, la reconstrucción de la iglesia de Santa Maria presso San Satiro en Milán (1479-83): tras cubrir la nave principal y el transepto con potentes bóvedas de cañón, Bramante empleó la pintura en perspectiva y el relieve para representar un coro cubierto con una bóveda igual; allí mismo Bramante realizó las armoniosas composiciones centralizadas de la sacristía y de la pequeña capilla del Descendimiento de la cruz. En la iglesia de Santa Maria delle Grazie en Milán (1492-97) Bramante creó el coro y un crucero luminoso y espacioso, coronado por una cúpula ligera; la integridad de la concepción se combina aquí con el decorativismo tradicional de la arquitectura de Lombardía. A Bramante pertenece también la concepción principal de la catedral de Pavía (1488-92), con la cúpula elevada en alto sobre 8 esbeltos pilares por encima de un amplio crucero.
Tras la toma de Milán por las tropas francesas y su traslado en 1499 a Roma, Bramante ocupó aquí el lugar principal entre los arquitectos que crearon el estilo panitaliano del Alto Renacimiento, que influyó en toda la arquitectura europea. Severa y majestuosa es la fachada del palacio de la Cancelleria, terminada por Bramante en 1499-1511; a su patio interior, con 2 pisos de elegantes arcadas, Bramante le dio ligereza y plasticidad. Original es la composición del claustro de la iglesia de Santa Maria della Pace (1500-04), cuyos pilares en el piso inferior sostienen una arcada y en el superior, alternándose con columnillas corintias, rematan en un entablamento arquitrabado. La mayor integridad y claridad plásticas, la armonía gozosa, las alcanzó Bramante en la pequeña capilla-rotonda cupulada del Tempietto (en el patio del monasterio de San Pietro in Montorio; 1502), rodeada abajo por una columnata romano-dórica y articulada en ambos pisos por nichos semicirculares.
Bajo el papa Julio II Bramante se convirtió en el principal arquitecto pontificio; desde 1503 dirigió, por su encargo, amplias obras en el Vaticano. Creó aquí el patio de San Dámaso (hacia 1510) y el patio del Belvedere (1503-45), de unos 300 m de longitud, rematado por un enorme nicho, destinado a torneos y espectáculos; la diferencia de nivel de sus 3 terrazas se aprovechó para crear lugares para los espectadores y una gruta con fuentes. El patio del Belvedere, desarrollando los procedimientos de los conjuntos de la antigua Roma, anticipó la composición de muchas villas de la época posterior. Hasta el final de su vida Bramante proyectó y construyó la grandiosa basílica de San Pedro en Roma (desde 1506) y alcanzó a levantar el templo hasta la altura de los arcos. Propuso una construcción centralizada con planta en forma de cruz de brazos iguales inscrita en un cuadrado, con una potente cúpula esférica sobre el crucero, 4 cúpulas menores y torres en las esquinas. El proyecto no se realizó, pero sus ideas se encarnaron en muchos edificios de cúpula central de Italia y de otros países.
La obra de Bramante es una de las cumbres de la arquitectura del Renacimiento. Bramante creó imágenes arquitectónicas notables por su perfección armoniosa y su integridad, por el empleo libre y creador de las formas clásicas.