Легенда гласит, что Капабланка научился играть в шахматы в четырёхлетнем возрасте, наблюдая за игрой отца. Во всяком случае, уже в детстве он был достаточно известен на родине как очень сильный шахматист. В 13 лет, выиграв матч у X. Корсо, Капабланка стал чемпионом Кубы (1902), но и до этого он неофициально считался сильнейшим шахматистом страны. Его игру уже тогда отличали точность, тонкое понимание позиции, поразительная быстрота расчёта вариантов.
В 1904 году Капабланка переехал в Нью-Йорк для учёбы в Гарвардском университете. Там он стал частым посетителем «Манхэттен чесс клаба», где, в периоды жизни в Нью-Йорке, бывал постоянно до конца жизни. В 1906 году занял 1-е м. в блицтурнире с участием Эм. Ласкера, но в целом на время учёбы отошёл от шахмат. Капабланка стал широко известен в США после убедительной победы в 1909 году над чемпионом страны Фрэнком Маршаллом. Поражало, что 21-летний юноша победил именитого мастера с разгромным счётом +8—1=14.
Дебют Капабланки в Европе на крупном международном турнире ( Сан-Себастьян , 1911 ), где, кроме Ласкера, играли почти все сильнейшие шахматисты того времени, прошёл триумфально — 1-е место. Это позволило Капабланке вызвать Ласкера на матч за мировое первенство, который, однако, не состоялся. В 1913 Капабланка выступил в 4 турнирах: трижды занял 1-е место в Нью-Йорке и 2-е в Гаване. Получив назначение на работу в кубинское консульство в Петербурге (1913), принял активное участие в шахматной жизни России : выиграл по 2 партии у Ф. Дуз-Хотимирского и А. Алехина , сыграл вничью с Е. Зноско-Боровским, выступил с сеансами в Москве , Киеве , Риге , Либаве (ныне Лиепая ) и др. городах. Весной 1914 участвовал в международном турнире в Петербурге, где занял 2-е место. Возвращаясь из Европы на Кубу, Капабланка выиграл у Ласкера блиц-матч из 10 партий ( 1914 , Берлин ). В годы 1-й мировой войны 1914-18 Капабланка выиграл 3 турнира в Нью-Йорке, турнир в Гастингсе ( 1919 ) и матч в Гаване у Б. Костича (+5—0=0). В своём шахматном творчестве постепенно стал тяготеть к внешне простым позициям, требующим глубокой интуиции и виртуозной техники.
После переговоров, продолжавшихся в общей сложности 10 лет, Капабланка добился согласия Ласкера на матч. Матч состоялся в Гаване, в 1921 году. В. Панов в книге «Капабланка» охарактеризовал этот матч так:
Ласкер не находил щелей, каких ожидал в шахматной броне противника или в его спортивной психологии, и получал по дебюту, в лучшем случае, равную позицию. А когда Ласкер пытался с явным риском запутать Капабланку, тот не поддавался на заманчивые, но спорные продолжения, а довольствовался сохранением незначительного превосходства, которое с неумолимостью и точностью часового механизма ход за ходом наращивал до победы.
При счёте +4-0=10 в пользу претендента Ласкер прекратил борьбу. Капабланка получил звание чемпиона мира.
Своё превосходство над современниками Капабланка доказал победой на Лондонском международном турнире 1922 , где выступали почти все сильнейшие шахматисты мира, кроме Ласкера. В 1923 — 1927 Капабланка участвовал только в 4 турнирах: занял 2-е место в Нью-йоркском международном турнире ( 1924 ), 3-е — в 1-м московском международном турнире ( 1925 ), 1-е — в Лейк-Гопатконгском турнире ( 1926 ) и 1-е — в Нью-Йоркском международном турнире ( 1927 ).
Ещё на лондонском турнире 1922 года по настоянию Капабланки ряд ведущих шахматистов мира подписали так называемый «Лондонский протокол» — соглашение об условиях проведения матча на первенство мира. Условия эти были весьма жёсткими:
Под протоколом подписались: Капабланка , Алехин , Рубинштейн , Боголюбов , Рети , Мароци , Видмар и Тартаковер.
Из всех возможных претендентов лишь Александру Алехину удалось достать деньги для обеспечения призового фонда и вызвать Капабланку на матч за мировое первенство, который состоялся в 1927 году в Буэнос-Айресе. Фаворитом безусловно считался Капабланка: его турнирные успехи выглядели гораздо внушительнее. Кроме того, непосредственно перед матчем, на Нью-Йоркском турнире чемпион уже выиграл у претендента. Наконец, Алехин до этого матча вообще ни разу не выигрывал у Капабланки. Тем не менее, первая же партия принесла сенсацию — победил Алехин. Матч продолжался два месяца (чтобы достигнуть требуемых 6 побед, игрокам пришлось сыграть 34 партии), шёл с переменным успехом, но в конце концов чемпион проиграл: матч закончился при счёте −3+6=25.
По условиям лондонских соглашений Капабланка в течение года имел право на матч-реванш, но не воспользовался им. В 1928 году он некоторое время добивался изменения условий матча-реванша, пытаясь заручиться в этом поддержкой ФИДЕ, даже не консультируясь с Алехиным. Лишь после того, как было заключено соглашение о матче Алехина с Боголюбовым, Капабланка предложил матч-реванш на условиях лондонского протокола. Сторонники Капабланки утверждали, что именно он добивается матча, а Алехин уклоняется, сторонники Алехина, напротив, говорили, что Капабланка намеренно промедлил с вызовом, боясь проиграть матч-реванш. Так или иначе, личные отношения Капабланки с Алехиным были испорчены, а матч-реванш между ними так никогда и не состоялся.
После 1927 в спортивной карьере Капабланки начался новый этап, он стал чаще выступать в соревнованиях. В 1928 — 1931 участвовал в 11 турнирах: занял 1-е место в Берлине (1928), дважды в Будапеште ( 1928 и 1929 ), в Рамсгите и Барселоне (1929) , Гастингсе ( 1929 / 1930 ), Нью-Йорке (1931); 2-е — в Бад-Киссингене (1928), Карлови-Вари (1929), Гастингсе (1930/1931); в Голландии выиграл матч у М. Эйве ( 1931 , +2—0=8).
Возобновив дипломатическую службу, Капабланка на время отошёл от шахмат и вновь вернулся к ним лишь в середине 1930-х гг. Он начал с 4-го места в Гастингсе ( 1934 / 1935 ) и во 2-м московском международном турнире ( 1935 ); дважды был вторым в Маргите ( 1935 и 1936 ). Но в том же 1936 Капабланка вновь добился крупных успехов: 1-е место в 3-м московском международном турнире (без поражений) и 1-2-е (с М. Ботвинником ) в Ноттингеме , впереди Эйве, Ласкера и Алехина, которого он победил в личной встрече.
До конца своей жизни Капабланка продолжал играть в шахматы, в том числе участвовать в турнирах: он разделил 3-4-е место на турнире в Земмеринге — Бадене ( 1937 ), вышел победителем небольшого турнира в Париже ( 1938 ), занял предпоследнее место в «АВРО» — турнире (1938) — самая крупная неудача в его шахматной карьере. Однако выступления Капабланки в 1939 в Маргите (2-3-е место) и на Всемирной шахматной олимпиаде в Аргентине , где он оказался победителем на 1-й доске, свидетельствовали о том, что Капабланка до конца жизни оставался одним из сильнейших шахматистов мира.
В 1938 году , достигнув великолепной спортивной формы, Капабланка вновь вызывал Алехина на матч-реванш, однако на переговорах выдвинул финансовые условия, на которые Алехин не согласился. Срыв матча окончательно испортил и без того натянутые отношения с Алехиным. В последующие годы переговоры о матче неоднократно возобновлялись, в 1941 году уже казалось, что матч будет сыгран на Кубе (как Капабланка, так и Алехин уже говорили об этом как о решённом деле), но не удалось решить вопрос с финансированием. Капабланка обращался к правительству Кубы (справедливо рассчитывая на поддержку, не только как кубинский шахматист, но и как государственный служащий МИДа с 1913 года , тем более что в 1938 году правительство обещало ему кредит на организацию матча, но денег так и не выплатило), но ничего не добился. Не имея собственных средств, он вынужден был отказаться от идеи проведения матча и вернулся в Нью-Йорк, где работал в кубинском консульстве.
8 марта 1942 года в помещении Манхеттенского шахматного клуба, где Капабланка проводил очень много времени, ему внезапно стало плохо, он потерял сознание и вскоре умер. Врачи констатировали смерть от кровоизлияния в мозг .
Похоронен на Кубе.
С 1962 года на Кубе проводятся мемориалы Капабланки.