Seu pai, Conde Filippo Avogadro, foi um célebre advogado, sendo eleito presidente do senado de Piemonte em 1779. Foi para a escola de Turim, seguir carreira de advogado eclesiástico. Formando-se em bacharel em 1792, com 16 anos. 4 anos depois defendeu seu doutorado. Mesmo tendo uma carreira de sucesso na advocacia (fora secretário da prefeitura de Eridano) Avogadro se interessava pelas Ciências Naturais. Ainda como secretário da cidade de Eridano, Avogadro começou a estudar Ciências por conta própria: Física e Química. Em 1809 passou a lecionar física no Realle Collegio de Varcelli. Em 1820 ingressa na Universidade de Turim como responsável pela cadeira de física. Trabalhou por 30 anos lá, período em que boa parte de sua obra foi publicada.
Elaborou a Hipótese de Avogadro, que dizia:
"Volumes iguais de gases diferentes à mesma temperatura e pressão contêm o mesmo número de moléculas"
Morreu em Turim em 9 de julho de 1856.