Horta had van kindsbeen af een grote belangstelling voor muziek. In 1873 ging hij muziektheorie studeren aan het Conservatorium van Gent. Hij werd verwijderd wegens slecht gedrag. In plaats daarvan ging hij architectuur studeren aan de Koninklijke Academie voor Schone Kunsten in Gent. In 1878 vertrok Horta naar Parijs. Hij vond werk bij architect en ontwerper Jules Debuysson in Montmartre. Daar liet hij zich inspireren door impressionistische en pointillistische kunstenaars, maar ook door de mogelijkheden van het werken met ijzer en glas.
Toen Horta's vader in 1880 overleed, keerde hij terug naar België en vestigde zich in Brussel. Hij trouwde er met zijn eerste vrouw. Hij studeerde architectuur aan de Académie Royale des Beaux-Arts. In Brussel sloot Horta een vriendschap met Paul Hankar. Hij werd assistent van diens professor Alphonse Balat, architect van Leopold II van België. Samen ontwierpen ze de koninklijke serres van Laken, Horta's eerste werk waarbij glas en ijzer werden gebruikt.
In 1884 won Horta de eerste Prix Godecharle die werd toegekend voor architectuur.
Tegen 1885 werkte Horta alleen. Hij kreeg de opdracht om drie huizen te ontwerpen. In datzelfde jaar werd hij ook lid van de Centrale Vereniging van Belgische Bouwkunst. De volgende jaren nam hij deel aan een aantal wedstrijden voor openbare werken. Hij werkte samen met beeldhouwers (met name zijn vriend Godefroid Devresse) aan beeldhouwwerken en zelfs graven. Hij won een aantal prijzen. Hij vond de vormen die hij maakte erg praktisch en niet artistiek.
In deze periode trad Horta toe tot de vrijmetselaars. Dit leverde hem veel klanten op toen hij in 1893 terugkeerde naar het ontwerpen van huizen en winkels.
Horta werd in 1892 benoemd tot hoofd grafische vormgeving voor architectuur aan de Université Libre de Bruxelles. In 1893 werd hij er professor in de architectuur. Hij werkte er tot 1911.
