Nasce a Mineo (Catania) nel 1839.

Di famiglia borghese, trascorre un'agiata giovinezza nel paese natale; tra i suoi primi scritti Garibaldi (1861), opera in versi di ispirazione romantica e patriottica. Trasferitosi nel 1864 a Firenze, è critico teatrale per la "Nazione" e frequenta i circoli artistici e letterari.

È amico di Verga, sui cui orientamenti influirà non poco; non meno significativa l' amicizia con un altro conterraneo, Leonardo Vigo, studioso del folklore, che lo sollecita ad approfondire la conoscenza di quella cultura e tradizione popolare da cui trarrà copioso materiale per fiabe e novelle.
Tornato in Sicilia nel 1869, per motivi di salute, è ispettore scolastico nel 1871, e sindaco del suo paese nel 1872.

Nel 1877 si trasferisce a Milano e poi a Roma, dove dirige, dal 1882 al 1884, il "Fanfulla della Domenica". È questa la sua stagione più feconda, come critico, scrittore, intellettuale attratto da discipline come la psicologia, la fisiologia, la patologia.

Principale teorico del verismo, con costanti richiami al naturalismo francese, si dichiara fautore di un'osservazione scrupolosa della realtà: lo scrittore, alla stregua dello scienziato, non deve disdegnare le brutture umane, nelle quali più nettamente sono rintracciabili i fattori ambientali ed ereditari; e il linguaggio, per essere veritiero, deve essere il più possibile aderente al mondo e ai personaggi rappresentati.

Giacinta (1879) segna il debutto verista di Capuana; Il Marchese di Roccaverdina (1901), attenta rappresentazione psicologica di un nobiluomo siciliano e della sua travolgente passione per una contadina, fino al delitto e alla follia, è il suo romanzo più noto e riuscito. Molti gli altri lavori di narrativa: romanzi, come Profumo (1890); raccolte di novelle a sfondo regionale come Le paesane (1894) e le Nuove paesane (1898); lavori critici e teorici, come Studi sulla letteratura contemporanea (1880 - 82).

Non meno importanti sono infine le raccolte di fiabe e novelle destinate ai bambini, Le ultime fiabe e C'era una volta (1882), e i romanzi per ragazzi, Cardello, Gambalesta e soprattutto Scurpiddu 1898.

Nuovamente sindaco a Mineo nel 1885, poi chiamato alla cattedra di letteratura italiana alla Facoltà di Magistero di Roma, Capuana conclude la carriera insegnando estetica e stilistica all'Università di Catania.

Muore nella stessa città nel 1915.