Kongens far, James Rivers King, havde et udenrigshandelsfirma, især med Kina, men døde allerede i 1848, og hans mor, Florence Little King, kom derefter midlertidigt i økonomiske vanskeligheder, da hendes afdøde mands familieselskab, som fortsatte med at forsørge sig selv, blev opløst. King gik først i skole i Hartford, Connecticut, og gik derefter til Yale University (Sheffield Scientific School) med eksamen i 1860. Han studerede naturvidenskab der, især fysik, kemi og geologi med James Dana, men hans reelle interesse for geologi vågnede først efter sine studier, drevet af hans entusiasme for ophold i ørkenen og i bjergene. Han sluttede sig til Pre-Raphaelite kunstneriske kredse i Ny York City og boede der med James Terry Gardiner.
i 1863 rejste han til Californien for at arbejde på forløberen California Geological Survey som ulønnet assistent under Josiah D. Hans oplevelser som bjergbestiger blev senere indarbejdet i hans bog bjergbestigning i Sierra Nevada (1872), og han klatrede adskillige bjergtoppe i Sierra Nevada såsom Mount Tyndall, Mount Shasta og Mount Hvidney. Han arbejdede der sammen med sin ven Gardiner, der havde sluttet sig til ham, og var en del af ekspeditionen i September 1864, som udforskede grænserne for Yosemite Valley, som i samme år blev udnævnt til den første nationalpark i USA af Abraham Lincoln. På vej tilbage til havet via Nicaragua blev han syg med malaria. i 1865 udforskede han på vegne af det amerikanske militær Mojave-ørkenen og Arisona med Gardiner, og i 1866 igen Yosemite.
af særlig betydning i 1867 var en ekspedition langs den 40. parallel over de amerikanske Cordilleras, som blev udført efter ordre fra Krigsministeren og ledet af BRIG.og flagermus. Generalmajor A. A. Humphreys stod. Foruden King inkluderede holdet: Haag, Arnold, 1840-1917; Emmons, Samuel Franklin, 1841-1911; Haag, James Duncan, 1836-1908; Meek, Fielding Bradford, 1817-1876; Hall, James, 1811-1898; Robert Parr, 1828-1910, Robert, 1850-1929, Sereno, 1826-1892, Eaton, Daniel Cady, 1834-1895, Bien, Julius, 1826-1909. Hun førte langs ruten til en planlagt transkontinental jernbanelinje, den øverste geolog, som han var, hvorved geologerne Samuel F. Emmons og Arnold Haag (en medstuderende fra Yale) var hans assistenter, og Gardiner var også involveret. King blev den første direktør for den nyoprettede United States Geological Survey i 1879, en opgave han kun påtog sig for at opbygge undersøgelsen. I 1881 overgav han ledelsen til den efterfølger, han havde valgt.
derefter viet han sig igen til sit sociale liv og var venner med blandt andet statsmænd som Henry Adams og John Hay. Hans private aktiviteter i mineindustrien var ikke nok til at finansiere hans overdådige livsstil, og han var stærkt i gæld.
i 1872 blev han kendt, da han afslørede et fupnummer, der involverede diamantminer. Svindlerne havde tilbudt minerne til investorer i San Francisco og Ny York (inklusive kendte navne som Tiffanys og Baron Rothschild) og førte deres eksperter til et fjerntliggende bjerg, som de havde vaccineret med industrielle diamanter. King og hans assistent Samuel F. Emmons kontrollerede uafhængigt dette og gjorde svindlen kendt. Han var medlem af National Academy of Sciences, American Philosophical Society og American Academy of Arts and Sciences. King Peak i Antarktis er opkaldt efter ham.
King levede et dobbeltliv i sine sidste år. Han blev gift i 1888 med den tidligere slave og afroamerikanske Sygeplejerske Ada Copeland, med hvem han havde fem børn. Indtil kort før sin død, han beskyldte hende for at være en sort jernbanemedarbejder ved navn James Todd, på trods af hans udseende, da interracial ægteskaber også blev mødt med stærke sociale forbehold i Ny York på det tidspunkt.