气体化学已取得了长足的发展，实验室里揭示的化学现象也越来越多，但是一套科学的化学概念体系尚未出现。氧气虽然已经被发现，但人们仍然相信燃素说。化学等待着一场系统深刻的概念革命。
安东·洛朗·拉瓦锡1743年8月26日生于巴黎一个富裕的家庭。当律师的父亲本来想让儿子继承他的事业，但拉瓦锡对科学表现出浓厚的兴趣。1754年，拉瓦锡进了马扎林学院。这是一所高级中等学校，达朗贝尔就在这里任教。受天文学家拉卡伊的影响，拉瓦锡也从事过天文观测，接受了实验科学的基本训练。化学家卢埃尔则使他对化学着迷。据说，卢埃尔是一位风趣的演说家，每次讲课他都是先讲一段原理，然后说：“先生们，让我现在用实验来证明它们。”有时，实验结果与他刚刚讲过的原理相矛盾，这时他就提醒大家，要尊重实验，而不能从原理出发。按照父亲的安排，拉瓦锡1764年从法学院毕业，获得了法学硕士学位，但他内心里已经决定毕生致力于科学事业。
1765年，巴黎科学院有奖征求解决街道照明问题的办法，22岁的拉瓦锡也投交了一篇论文。他提交的方案虽然没有被采纳，但论文中显露出的才华还是引起了科学院的注意。科学院一致决定发表他的论文，并授予他金质奖章。1767年，拉瓦锡随同地质学家盖达尔一起去野外绘制法国矿产图。旅行结束后撰写的论比重计的论文，使他被选入法国科学院，当时他才24岁。
拉瓦锡在他的化学研究生涯刚开始时，就深刻地意识到定量测量的重要性。很长时间以来，人们一直持有水可以变为土的观念。赫尔蒙特曾经做过一个有名的柳树实验，以证明水确实可以变为土。拉瓦锡不太相信这件事，便想用精确的定量实验来验证一下。1768年，他用蒸馏过8次的纯净水在封口玻璃容器内称重后加热，让水整整煮沸了100天。水的蒸气经冷凝再送回，使得整个加热过程中水没有损耗。结果表明，虽有少量沉淀出现，但水的重量并没有改变。倒是玻璃容器重量有所减少，而减少的重量正好等于沉淀物的重量。这就从实验上更精确地证明了水并不能变成土。
对燃烧问题的研究以及对燃素说的否定是拉瓦锡化学革命的核心问题。他重复了前人关于燃烧问题的一些实验，甚至不惜用金刚石做实验，以证明没有空气金刚石不会燃烧起来。在实验中，他发现燃烧磷和硫之后所得的物质，比原来的磷和硫的重量之和要重。他断定，一定是空气中的某种东西加入了反应，才使反应物重量变重。
1774年，拉瓦锡设计了一个新的实验以验证这种看法。他在一个密闭的容器里加热锡和铅，两种金属表面均起了一层金属灰。从前的实验都表明，带有金属灰的金属比原来的要重。但这次他却发现，整个容器在加热后并不比从前更重。这就是说，如果金属肯定增加了重量，那么空气必定失去了重量。空气若有所失，便会在密闭容器里形成部分真空。果不其然，当他一打开容器，空气马上涌了进来，因为容器重量立见增加。这个实验充分证明了金属燃烧的结果是与部分空气相化合。
当时拉瓦锡还不知道空气是多种气体的混合物，在他向科学院的报告中也没有进一步的解释。同年，普里斯特利访问巴黎，告诉了拉瓦锡他已发现“脱燃素空气”。次年，拉瓦锡重做了普里斯特利的实验，明确地得出燃烧即与空气的较纯净部分相化合的结论。这个部分他当时称为“最宜于呼吸的空气”，其余部分则称为“硝”，即无生命的意思。1790年，化学家查普特尔改称为“氮”，沿用至今。1779年，拉瓦锡建议将“最宜于呼吸的空气”称作“氧”，意思是“可产生酸的东西”，因为他认为各种酸里都含有这种气体。
氧化的概念一旦建立，拉瓦锡就能比他的同时代人更为深刻地理解许多化学反应过程。他意识到，所谓的“固定空气”，其实就是由碳和氧化合产生的，而许多燃烧实验其实就是与氧气的化合过程。关于燃烧“氢”生成火的实验再一次有力地说明了这一点。
早在1766年，卡文迪许就已经发现了所谓的“易燃空气”（氢）。1781年，普里斯特利发现这种易燃空气在空气中燃烧之后形成小露珠。卡文迪许重做了燃烧实验，证明生成的是水。拉瓦锡听说了这个实验后，马上意识到水是氧和易燃空气的化合物。他也重做了这个实验，并且发表论文说，可燃空气与氧化合后生成的水的重量正好等于两种气体的重量。这就充分证明了，水不是一种单纯的物质，而是两种气体的化合物。
大量实验已经表明，燃烧现象确实是一种氧化现象。拉瓦锡开始向燃素说发起攻击。1783年，他向科学院提交了一篇论文，指出了燃素说的诸多不足，表明氧化理论可以十分恰当地解释燃烧现象，而燃素理论完全是一种不必要的学说。也是在这一年，拉瓦锡的家里举行了一个特别的仪式，以宣告燃素说的终结。拉瓦锡夫人身着长袍，扮作女祭司的样子，焚烧了斯塔尔和其他燃素论者的著作。
1787年，拉瓦锡与化学家德莫瓦、贝托莱等人一起出版了《化学命名法》一书。书中建立了一套全新的化学命名法。新命名法规定，每种物质均有自己的固定名称。单质的名称反映其化学特征，化合物则由组成它的元素来标定。这个体系条理清晰、逻辑性强，马上被各地化学家采用。它使近代化学第一次有了严格、统一、科学的物质命名方法。
拉瓦锡的新理论得到了越来越多的人的拥护。他决定写一本教科书，系统阐述他的理论体系，既与旧的化学理论彻底决裂，也为未来的化学发展提供基本框架。写作从1778年开始，最后于1789年完成并以《化学纲要》为题出版。书中详尽地论述了推翻燃素说的各种实验证据，系统展开了以氧化理论为核心的新燃烧学说。他提出了化学的任务是将自然界的物质分解成基本的元素，并对元素的性质进行检验。在书中，他谨慎地列出了当时已知的元素表。每一种元素都由一系列实验加以确认，因此基本上都是正确的。他甚至天才地猜测到当时还不太清楚的钾碱和钠碱可能是化合物，因而不把它们当作元素。《化学纲要》还阐述了在化学反应过程中物质守恒的思想。按照物质守恒原理，拉瓦锡将化学反应过程写成了一个代数式，这样，“就可以用计算来检验我们的实验，再用实验来验证我们的计算”。
《化学纲要》一书的出版是化学史上划时代的事件。它对化学的贡献相当于《自然哲学的数学原理》对物理学的贡献。有人因此称拉瓦锡是化学领域中的牛顿，也有人称他是近代化学之父。这些美誉都不过分，因为拉瓦锡确实开创了近代化学的新纪元。
18世纪80年代，在拉普拉斯等人的协助下，拉瓦锡开始研究动物的呼吸过程以及生理现象的化学基础。他认识到，碳化合物和氧化合生成二氧化碳和水的过程，是动物体温的真正来源。他本来可以在这个方向继续研究，但大革命中断了这一切。
《化学纲要》出版的这一年正值法国大革命爆发。革命初期，拉瓦锡并未受到冲击。他同其他著名科学家一起被选入计量改革委员会，他本人还参加了水的比重的测定工作。但革命越来越失去控制。1793年，雅各宾党人当政，实行恐怖统治。不少科学家旋即受到迫害，而拉瓦锡也不幸遇难。
拉瓦锡之死向来是一个众说纷纭的历史问题。导致他被送上断头台的主要原因是他曾经是包税公司的股东。包税公司是路易王朝极为腐败的一个产物。当时政府并不直接征税，而是将税收承包给若干包税公司，授权他们征税。国家拿走一定数额的税款后，其余部分则归公司所有。很显然，这个制度为包税人横征暴敛、敲诈勒索提供了机会。法国平民因而对他们恨之入骨。拉瓦锡本来十分富有，但维持化学实验室需要大量钱财。包税制度兴盛之时，他也凑热闹将自己继承的遗产投进一家包税公司，每年可以收取数目极为可观的资金。他本人虽然没有亲自参与征税，但从包税公司获取了暴利却是事实。当然，这些资金主要被用来装备他的化学实验室、从事科学研究，也是事实。
恐怖时期，包税人全被抓了起来。拉瓦锡作为一位著名的科学家，当然也有人保他。但他最终没有保住性命，据说与当时的革命领袖之一马拉有关。马拉早年是一个记者，曾申请成为科学院的院士。当时拉瓦锡恰好负责审阅他写的关于火的本质的论文，结果因论文太差而拒绝了他的申请。据说马拉对此事怀恨在心，所以当拉瓦锡成为阶下囚时，马拉极力主张处死他。虽然马拉本人在1793年7月被暗杀，但恶劣的影响已经造成。革命法庭匆忙地宣告了拉瓦锡的死刑。此前，一些在当局有影响力的人士建议免除他的死刑，但未能奏效。拉瓦锡本人也要求死缓，因为他还有一个关于人汗的实验没有做完。但法庭副庭长科芬霍尔说了一句：“共和国不需要学者。”1794年5月8日，拉瓦锡终于同其他包税商一起被处死。两个月后，激进的雅各宾党就被推翻了，可是拉瓦锡已经死了。无论如何，他的死是令人扼腕叹息的。拉格朗日说得不错，砍下他的头只不过一瞬间，而法国再长出像他这样的脑袋恐怕100年也不够。法国人完全懂得他的价值。拉瓦锡死后不到两年，法国政府就宣布他无罪。
拉瓦锡1771年与包税公司总经理的女儿玛丽·波尔兹结婚，婚后生活十分美满幸福。玛丽是位美丽而又贤惠的女人，自始至终是拉瓦锡事业的好帮手。不仅打扫实验室、整理实验记录和笔记，还为拉瓦锡的论文绘制插图。《化学纲要》一书的全部插图均为玛丽的作品。她还学习英文，以便及时将英文文献翻译给不懂英文的丈夫看。拉瓦锡可能是科学家中比较少见的拥有贤内助的人。玛丽后来与物理学家伦福德结婚，但相处不好，不久就分手了。
