Hijo del ingeniero Manuel Carneiro de Sousa Bandeira y de su esposa Francelina Ribeiro, era nieto por parte de padre de Antônio Herculano de Sousa Bandeira, abogado, profesor de la Facultad de Derecho de Recife y diputado general en la 12.ª legislatura. Dos de sus tíos fueron figuras destacadas: João Carneiro de Sousa Bandeira, que fue abogado, profesor de Derecho y miembro de la Academia Brasileña de Letras; y Antônio Herculano de Sousa Bandeira Filho, hermano mayor del ingeniero Sousa Bandeira, abogado, procurador de la corona, autor de una importante obra jurídica y Presidente de las provincias de Paraíba y Mato Grosso.
Su abuelo materno era Antônio José da Costa Ribeiro, abogado y político, diputado general en la 12.ª legislatura. Costa Ribeiro es el abuelo citado en el poema Evocação do Recife. Su casa en la rua da União es mencionada en el poema como "la casa de mi abuelo". En Río de Janeiro, a donde viajó con su familia, a causa de la profesión del padre, ingeniero civil del Ministerio da Viação, estudió en el Colegio Pedro II (Gimnasio Nacional, como había sido llamado por los primeros republicanos). Fue alumno de Silva Ramos, de José Veríssimo y de João Ribeiro, y tuvo como condiscípulos a Álvaro Ferdinando Sousa da Silveira, Antenor Nascentes, Castro Menezes, Lopes da Costa y Artur Moses.
En 1902 se trasladó a São Paulo, donde inició la carrera de arquitectura, que debió interrumpir en 1904 a causa de la tuberculosis. Para tratarse pasó temporadas en varias localidades brasileñas de clima seco. Con la ayuda del padre, que reunió los ahorros de la familia, entre 1916 y 1917 viajó a Suiza, al Sanatorio de Clavadel, en el que conoció al poeta francés Paul Éluard, que se encontraba también internado allí.
Sus primeros libros, A cinza das horas (1917) y Carnaval (1919) se mantenían dentro de una estética postsimbolista. En 1922, cuando se organizó la Semana de Arte Moderno en Sao Paulo, Bandeira residía en Río de Janeiro, pese a lo cual envió un poema, "Os Sapos", que fue leído en el marco de las actividades de la Semana por Ronald de Carvalho y tuvo un gran éxito. Bandeira era sin embargo menos rupturista en sus ideas estéticas que otros poetas modernistas, como Mário de Andrade u Oswald de Andrade.
Manuel Bandeira falleció de hemorragia gástrica a los 82 años de edad, en Río de Janeiro, y fue sepultado en el Mausoleo de la Academia Brasileña de Letras, en el Cementerio São João Batista de la misma ciudad.
Quadrante 1 - Editora do Autor - Río de Janeiro, 1962 (com Carlos Drummond de Andrade, Cecília Meireles, Dinah Silveira de Queiroz, Fernando Sabino, Paulo Mendes Campos e Rubem Braga)
Quadrante 2 - Editora do Autor - Río de Janeiro, 1963 (com Carlos Drummond de Andrade, Cecília Meireles, Dinah Silveira de Queiroz, Fernando Sabino, Paulo Mendes Campos e Rubem Braga)
Quatro Vozes - Editora Record - Río de Janeiro, 1998 (com Carlos Drummond de Andrade, Rachel de Queiroz e Cecília Meireles)
Elenco de Cronistas Modernos - Ed. José Olympio - RJ (com Carlos Drummond de Andrade, Rubem Braga
O Melhor da Poesia Brasileira 1 - Ed. José Olympio - Río de Janeiro (com Carlos Drummond de Andrade e João Cabral de Melo Neto)
CD "Manuel Bandeira: O Poeta de Botafogo" - Grabaciones inéditas hechas por el poeta y por Lauro Moreira, con fondo musical de piezas de Camargo Guarnieri, interpretadas por el pianista Belkiss Carneiro Mendonça, 2005.