Прозвище «Бастер» (англ. buster — удалец) было дано Китону знаменитым Гарри Гудини после того, как шестимесячный Джозеф скатился с лестницы, не получив при этом ни царапины. С 3 лет был на сцене, участвовал в шоу «Три Китона», очень полюбился публике. Создал кинокомпанию Бастер Китон Продакшнс.

Мать, Майра Катлер (англ. Myra Edith Cutler), дочь Ф. Л. Катлера, одного из владельцев передвижного балагана — «Десятицентового шоу Катлера-Браента». В одиннадцать лет Майра Катлер уже играла на контрабасе, пианино и корнете, позже она стала одной из первых в США женщиной-исполнительницей соло на саксофоне.

Отец, Джон Китон (англ. Joseph Hallie Keaton), был партнером Гарри Гудини по совместному «Медицинскому шоу» (англ. Mohawk Indian Medicine Company). Отец Бастера танцевал и делал сальто, его мать играла на саксофоне, а Гудини показывал карточные фокусы и поражал зрителей тем, что с необыкновенной лёгкостью освобождался от наручников местного шерифа.

В шестимесячном возрасте Бастер свалился с лестницы и расплакался. Гудини, бывший рядом, поднял его и сказал: «Боже мой, ну и падение!» (англ. My, what a buster). Потом маленький Китон благополучно пережил несколько пожаров и железнодорожных катастроф. После он размозжил себе сустав на указательном пальце, сунув руку в машину для отжима белья, затем получил по голове кирпичом и, наконец, стал жертвой смерча. Тогда воздушная воронка вытянула мальчика из окна верхнего этажа, пронесла через улицу и опустила на землю. И все эти события случились в один день. Родители подумали и решили, что ребёнок будет в большей безопасности на сцене, рядом с ними.

С трёх лет Бастер стал выступать с родителями. Театр колесил с гастролями, семья Китонов выступала только в тех городах, где их не могли привлечь к суду за использование детского труда. Талант мальчика был очевиден. Публика взрывалась хохотом, когда на сцене за спиной Китона-старшего появлялся его маленький двойник в таком же парике и одежде и мастерски копировал все его жесты. Через два года отец поставил новый номер. Родители Бастера изображали семейную ссору, кидая друг в друга разными предметами. И в конце концов начинали бросаться собственным сыном. Каждый раз, когда мальчик с грохотом падал на сцену, он вставал, отряхивался и без тени улыбки извинялся перед зрителями: «Простите, я упал!» Публика покатывалась со смеху. Отец запретил улыбаться на сцене, заметив, что зрители хохочут сильнее, когда маленький артист выделывает уморительные штуки, сохраняя серьёзное выражение лица. Шоу «Три Китона» имело грандиозный успех. Бастера ждало большое будущее — в этом мало кто сомневался.

Карьера Бастера Китона в кино началась в 1917 году с его знакомства с Роско Арбаклом, который был в то время вторым по популярности кинокомиком после Чарли Чаплина. Арбакл видел Китона на сцене и предложил ему попробовать себя в кино. Дебют Китона состоялся в фильме «Ученик мясника». Это была сцена, где Арбакл сбивает Бастера с ног, бросая в него мешок муки, снятая с первой попытки без единого дубля. Китон полюбил кино сразу и навсегда. Он даже не обратил внимания на то, что его гонорар стал в шесть раз меньше, чем он получал в театре. Главным партнером Арбакла по фильмам был его племянник Эл Сент-Джон. Но скоро Китон затмил его. Роско Арбакл и Бастер Китон стали не только прекрасными партнерами на экране, они стали друзьями.

В нескольких первых фильмах Китон работал только в качестве актера, затем он стал помощником режиссера, сценаристом, постановщиком спецэффектов. Его вклад почти сразу стал очевиден. Он привнес свой более тонкий и изощренный юмор, а также оригинальные гэги, совершенно не характерные по своему стилю для комедий Арбакла. С 1917 по 1919 годы Китон снялся в 15 короткометражных комедиях. В июне 1918 года он был мобилизован на фронт и провел во Франции в составе пехотной дивизии девять месяцев, чуть не потеряв слух. Вернувшись в Америку в 1919 году, он продолжил работать вместе с Арбаклом, несмотря на то, что другие студии предлагали ему в четыре раза большее жалование.

В 1920 году продюсер Джозеф Шенк предоставил Китону студию и подписал с ним контракт на производство короткометражных комедий. Всемирный успех пришел к Бастеру Китону почти сразу же после выхода в прокат его первого короткометражного фильма «Одна неделя», ставшего хитом. Уже в первых комедиях Китона проявились его оригинальный юмор и уникальный стиль. По популярности он уступал теперь лишь Чарли Чаплину и Гарольду Ллойду. За восемь последующих лет Бастер Китон снял свои лучшие фильмы, включая «Генерал» — шедевр, входящий сегодня в десятку лучших фильмов всех времен[источник не указан 457 дней].
С Джоаной Пирс в фильме «Кабинет, спальня и ванная» (1931)

Хотя закат карьеры Бастера Китона и пришелся на начало эры звукового кино, произошел он вовсе не из-за того, что Китон не смог «приспособиться» к звуку. В отличие от многих звезд немого кино, с появлением звука «сошедших с дистанции», он обладал приятным голосом, превосходно пел и танцевал. Китон имел несчастье заключить контракт с крупной голливудской киностудией «Metro-Goldwyn-Mayer» — контракт, в результате которого он лишился независимости и творческой свободы, и который впоследствии называл «самой большой ошибкой в жизни». Продюсеры и студийные боссы даже не рассматривали идею, чтобы Китон сам ставил звуковые фильмы. Они считали, что «лучше» знают, как снимать комедии, чем Китон. В звуковых комедиях студии «Metro-Goldwyn-Mayer» Китон работал только в качестве актёра. Студия разрушила его режиссерскую карьеру.

Всё это привело Китона к глубокой депрессии и алкоголизму. В 1933 году, хотя срок контракта еще не истек, студия уволила Китона. В этом увольнении не последнюю роль сыграли и его не сложившиеся отношения с главой студии Луисом Майером[источник не указан 457 дней]. Ни на одной из других шести крупных голливудских студий работы для него не нашлось. Китона признали банкротом. Он лишился своего огромного состояния, виллы, семьи и любимого дела. Затем последовали лечение в клинике и заключение в состоянии «алкогольной отключки» брака с медсестрой.

Но Бастер Китон обладал твердым характером. За достаточно короткое время он вышел из критического состояния. После борьбы с алкоголизмом и работы в нескольких европейских комедиях, Китон подписал контракт на производство короткометражных фильмов с малобюджетной студией «Educational Pictures». В 1937 году, когда киностудия «Educational Pictures» разорилась и прекратила свое существование, Китон вернулся на «Metro-Goldwyn-Mayer».

Только в конце 1950-х годов, после двух десятков лет работы постановщиком трюков и сценаристом, характерных и эпизодических ролей, началась новая волна популярности Бастера Китона. Известный коллекционер и прокатчик фильмов Рэймонд Рохауэр выкупил права на «Генерала» и другие немые фильмы Китона, все эти годы медленно разрушавшиеся в хранилищах студии «Metro-Goldwyn-Mayer». Комедии Китона увидело новое поколение зрителей. Китона сразу же признали гением, и в 1959 году дали ему специальную премию «Оскар» «за уникальный артистический дар, который обеспечил бессмертие немой комедии». В 1962 году «Генерал» с огромным успехом был вновь показан на киноэкранах в рамках ретроспективы его фильмов. В 1965 году участники Венецианского кинофестиваля пятнадцать минут стоя аплодировали Бастеру Китону после показа его немых комедий.

Китон умер от рака лёгких 1 февраля 1966 года, в возрасте 70 лет, в Калифорнии. Несмотря на то, что врачи диагностировали рак в январе 1966 года, ему не сказали, что он неизлечимо болен или что у него рак. Китон думал, что он лечится от бронхита. Находясь в больнице до последних дней, Китон был беспокойным и то и дело ходил по комнате, надеясь вернуться домой.