Die näheren Lebensumstände des wahrscheinlich in Alexandria Anfang des 3. Jahrhunderts v. Chr. geborenen Apollonios sind umstritten. Quellen für seine Biographie sind zwei antike Viten und der Artikel über ihn in der Suda. In Alexandria war er Schüler des Kallimachos von Kyrene. Um 270 v. Chr. bis 246 v. Chr. leitete er die berühmte Bibliothek von Alexandria als Nachfolger des Zenodotos von Ephesos. Vielleicht übernahm dann Eratosthenes diesen Posten von ihm. Möglicherweise zerstritt sich Apollonios mit seinem Lehrer Kallimachos wegen abweichender Anschauungen über den Kunstcharakter seines großen epischen Gedichts Argonautika. In der Zeit nach dem Regierungsantritt von Ptolemaios III. Euergetes 246/245 v. Chr. zog er nach einem Mißerfolg, den er mit der ersten Version seines Hauptwerks in Alexandria hatte, auf die Insel Rhodos um, woraus sich wohl sein Beiname Rhodios erklärt. Auf Rhodos brachte er auch die endgültige Fassung der Argonautika heraus. Unsicher ist, ob er auf Rhodos starb oder später wieder nach Alexandria zurückkehrte und dort verschied. Außer seinem Hauptwerk Argonautika verfaßte Apollonios weitere, fast völlig verlorengegangene Arbeiten, so u. a. auf dem Gebiet der Philologie die Schrift Gegen Zenodotos, in der er sich gegen Zenodotos Erklärung des antiken griechischen Dichters Homer wandte. Ferner veröffentlichte er epische Gedichte über die Gründung bedeutender Städte wie Alexandria, Naukratis und Rhodos, sowie eine nach der gleichnamigen ägyptischen Stadt benannte Dichtung Kanobos.