Bogdan Jmelnitski nació el 27 de diciembre de 1595 en la aldea de Subotov, que ahora es un pueblo en la región de Chernígov, Ucrania. Sus padres fueron el ataman del Ejército de Zaporozhie, Mijaíl Lavrinovich Jmelnitski, y Anastasia Fedorovna. Se sabe poco sobre su vida. Recibió su primera educación en la escuela de los hermanos de Kiev, luego continuó sus estudios con los jesuitas en Yaroslavl Galitski o Lviv, obteniendo una buena educación para su época.

Después de regresar a su tierra natal, Jmelnitski participó en la guerra polaco-turca de 1620-1621. En la batalla de Cécora fue capturado, y su padre murió. Pasó dos años difíciles en cautiverio.

Escapando de la prisión en 1622, Jmelnitski regresó a Subotov y se convirtió en cosaco registrado. Desde finales de la década de 1620, participó activamente en las campañas navales de los zaporozhianos contra las ciudades turcas. En 1634 participó en el asedio de Smolensk, y en 1635 salvó al rey Vladislav de la captura en una de las batallas cerca de Moscú, por lo que fue premiado con una espada de oro. En 1637 participó en la revuelta de los cosacos liderada por Pavlyuk. Entre 1644 y 1646, participó en la guerra franco-española como parte del ejército cosaco.

En 1647, el enemigo de Jmelnitski, Chaplinsky, atacó la aldea de Subotov. Como resultado, su hijo de diez años, Ostap, y su esposa, Anna Semenovna, con quien se casó en 1625, murieron. Chaplinsky secuestró y se casó con la ahijada de Jmelnitski, Helena. Bogdan se dirigió al rey en busca de protección, pero fue encarcelado bajo una falsa acusación de preparar una revuelta cosaca. Esto provocó la revuelta de los cosacos que Jmelnitski organizó en 1648.

En 1648, firmó el tratado de paz de Bakhchisarai con Islam Geray sobre la alianza entre el Ejército de Zaporozhie y el Khanato de Crimea. Logró su primera gran victoria en la batalla de los Aguas Amarillas en la primavera de 1648. Luego ganó en las batallas de Korsun y Pilavtsi, sitió Lviv, pero tras recibir un rescate, levantó el asedio y se dirigió hacia el oeste. Comenzaron las negociaciones entre el rey y los cosacos. Sin esperar a que concluyeran, Jmelnitski regresó a Kiev en 1649. Ese mismo año se casó con Helena Chaplinska, obteniendo un permiso especial de la iglesia, aunque Chaplinsky estaba vivo y seguía siendo su esposo.

Después de otra victoria sobre la nobleza en agosto de 1649, Jmelnitski aceptó las condiciones del tratado de paz de Zboriv. Sin embargo, las opresiones contra los cosacos por parte de los nobles se reanudaron, y para 1651 las hostilidades comenzaron de nuevo. En ese momento, Jmelnitski sufrió la muerte de su esposa Helena, a quien sospechaban de malversación de fondos y adulterio. Su hijo, Timosh, quien no quería a su madrastra, la ejecutó. Esta vez, el ejército de Jmelnitski sufrió derrotas. El 17 de septiembre de 1651 se firmó el tratado de Bilozerkiv, desfavorable para los cosacos, que pronto fue violado por los polacos.

El 8 de enero de 1654, se reunió un consejo en Pereyaslav, donde se decidió unirse al Reino de Moscú y jurar lealtad al zar.

A principios de 1657, presintiendo su inminente muerte, Jmelnitski convocó un consejo para elegir a su sucesor. Este fue su hijo de dieciséis años, Yuri.

Bogdan Jmelnitski murió el 27 de julio de 1657 de un derrame cerebral. Fue enterrado en el pueblo de Subotov en la iglesia de piedra que él mismo construyó y que aún existe.