Après ses études au Sénégal où il passe son baccalauréat, il est admis en classes préparatoires (hypokhâgne et khâgne) au lycée Louis-le-Grand de Paris, suivant les pas, presque un demi-siècle plus tard, de son compatriote Léopold Sédar Senghor. Il y prépare le concours d’entrée à l’École normale supérieure, tout en passant une licence et une maîtrise de philosophie à l’université de la Sorbonne.
Reçu à l’École normale supérieure de la rue d'Ulm, il y est l’élève de Louis Althusser et de Jacques Derrida. Reçu à l’agrégation de philosophie en 1978, il passe une année à l’université Harvard dans le cadre d’un programme d’échanges. Il soutient une thèse de doctorat de troisième cycle de mathématiques à la Sorbonne en 1982 sur le thème suivant : De l’algèbre numérique à l’algèbre de la logique.
La même année, il revient dans son pays natal pour y enseigner la philosophie à l’université Cheikh Anta Diop de Dakar. Il soutient sa thèse de doctorat d’État à la Sorbonne en 1988 sous la direction de Jean-Toussaint Desanti, sur le thème suivant : Philosophie symbolique et algèbre de logique. Les lois de la pensée de George Boole.
Ancien vice-doyen de la faculté des lettres et sciences humaines de l’université Cheikh Anta Diop de Dakar, il fut nommé par l’ancien président de la République du Sénégal Abdou Diouf, comme conseiller pour l’éducation et la culture de 1993 à 1999.
Souleymane Bachir Diagne est co-directeur des Éthiopiques (journal sénégalais de littérature et de philosophie), membre du comité de publication de la Revue d’histoire des mathématiques (journal de l’histoire des mathématiques publié par la société des mathématiques de France), membre du comité de publication de Présence africaine, membre du comité international scientifique de Diogenes (journal de philosophie et de sciences sociales publié par le Conseil international de philosophie et de sciences sociales de l’UNESCO, membre du comité scientifique du CODESRIA (Conseil pour le développement de la recherche en sciences sociales en Afrique), membre du Comité africain et malgache pour l’enseignement supérieur (CAMES), membre du Conseil du Futur de l’UNESCO. Il a été désigné par Le Nouvel Observateur comme l’un des 50 penseurs de notre temps.
Il a publié depuis de nombreux travaux dans les domaines de l’histoire de la logique, de la philosophie, en particulier dans le monde islamique et en Afrique. Il est l’auteur, entre autres travaux, d’un ouvrage consacré à l’algèbre de la logique créée par George Boole et intitulé Boole, l’oiseau de nuit en plein jour (Belin, 1989), d’une traduction française des Lois de la pensée de cet auteur (Vrin, 1992) et, dans le domaine de la philosophie islamique, d’un livre d’introduction à l’œuvre du poète et philosophe Muhammad Iqbal : Islam et société ouverte, la fidélité et le mouvement dans la pensée de Muhammad Iqbal (Maisonneuve & Larose, 2001)1. Il vient de sortir un essai sur Léopold Sédar Senghor: l'art africain comme philosophie (Riveneuve éditions, 2007.
Après avoir enseigné pendant plusieurs années à l’université Northwestern d’Evanston (Illinois, États-Unis) Souleymane Bachir Diagne est actuellement professeur aux départements de français et de philosophie de l’université Columbia de New York (New York, États-Unis). Il a été invité à participer à une audition le 31 octobre 2007 pour la commission du Livre Blanc sur la Défense et la Sécurité nationale au Sénat français à Paris. www.lcpan.fr.
Il a reçu en 2011 le Prix Edouard Glissant pour l'ensemble de son œuvre.