Originalmente era escultor, y es posible que haya tenido otras diversas ocupaciones, entre ellas la de soldado, hasta que el oráculo de Delfos le dijo que era el hombre más sabio del mundo. Con el objeto de demostrar que el oráculo se equivocaba, se embarcó en la misión de interrogar a todos aquellos que eran considerados los más sabios, y, al hacerlo, demostró que el oráculo estaba en lo correcto: Sócrates era el hombre más sabio del mundo porque no afirmaba saber nada de importancia.

Nació en la colonia griega de Siracusa, en Sicilia, y vivió allí toda su vida a excepción del breve periodo de tiempo que pasó estudiando en Alejandría, Egipto, donde se hizo amigo del polímata Eratóstenes (en torno a 276-195 a.C.) y el astrónomo Conon de Samos (en torno a 280 - alrededor de 220 a.C.). A su regreso a Siracusa, trabajó para el rey Hiero II (que reinó de 270-215 a.C.), con quien puede que estuviera emparentado, como ingeniero y solucionador de problemas. Se dice que creó o mejoró varias armas para la defensa de Siracusa contra los romanos durante la segunda guerra púnica (218-201 a.C.), incluido un rayo de calor cuya existencia y eficacia todavía se discuten.

Flavio Arriano entró luego en la carrera militar, y gozó del favor del emperador Adriano, quien lo colmó de honores e hizo de él uno de sus hombres de confianza en Oriente. Desde el año 121 al 124 fue cónsul, y desde el 131 al 137 legado imperial en Capadocia, donde dio pruebas de sus virtudes militares al rechazar una invasión de alanos. No se sabe con certeza si después del gobierno de Capadocia desempeñó también el de Nórica y Panonia. Su carrera había acabado ya, todavía en vida de Adriano, y en 147, bajo Antonino Pío, era simple arconte en Atenas, adonde se había retirado a vivir como un general jubilado, dedicado a la caza y a los ocios literarios.

En Atenas compuso la mayor parte de sus obras. En Capadocia había escrito ya el Periplo del Ponto Euxino, y en 136, antes de dejar el gobierno de la provincia, el Ars tactica, que no ha llegado hasta nosotros. A sus primeros años de retiro en Atenas se remonta su obra maestra, la Anábasis de Alejandro, que los críticos consideran como la mejor relación sobre las campañas de Alejandro Magno; la Historia índica, que es un apéndice de la anterior, escrita en dialecto jónico, y la Cinegética.

El filósofo Aristóteles (c. 384-322 a.C.) fue el primero en referirse a Tales como "el primer filósofo" y este apelativo se dio por bueno, ya que se consideraba que normalmente todas sus afirmaciones eran ciertas. Ninguna de las obras de Tales ha llegado a nuestros días —lo que sabemos de su filosofía proviene de fragmentos suyos recogidos en pasajes de escritores posteriores—, pero existe consenso sobre su figura como precursor de lo que posteriormente se conocería como filosofía griega.

Se dice que predijo con precisión el eclipse solar del 28 de mayo de 585 a.C. y se lo consideraba un gran astrónomo, matemático, ingeniero, estadista y sabio. Tales fue, supuestamente, el primero en preguntarse: "¿Cuál es la materia básica del universo?", y, según Aristóteles, afirmó que el principio de todas las cosas era el agua, puesto que, entre otras características, puede moverse y cambiar de forma sin que cambie su esencia.

Las indagaciones de Tales sobre la naturaleza de las cosas y las primeras causas debieron de suponer un gran desafío para la religión de los antiguos griegos, ya que esta mantenía que los dioses habían creado el mundo con sus poderes sobrenaturales. No hay pruebas de que fuera perseguido por sus obras; más bien al contrario, parece que gozó de mucho prestigio.

Según los fragmentos de su obra que han sobrevivido, parece haber sido aceptado y respetado por sus contemporáneos, dado que nunca negó la existencia de los dioses; únicamente propuso un elemento primordial como origen de todas las cosas que podía interpretarse como el mismo que los dioses habían utilizado para la creación, puesto que el agua ya aparecía en la cosmogonía griega como el elemento que formaba Océano, el río que rodeaba el mundo.