生于江户(今东京)一破落武士家庭,卒于江户。1682年,侍奉大老堀田正俊。1691年去职,从事私塾教育。1693年,为甲府藩主德川纲丰儒臣。1709年,纲丰改名家宣,继任幕府第六代将军,白石作为近侍辅佐幕政。辅政期间,以儒学思想为指导,进行稳定社会秩序的改革:整顿礼仪,改铸货币;弹劾贪赃枉法的勘定奉行;实行文治,主张使民以时、不夺下利、节用而爱人以及为防止金银外流而实施长崎贸易新令等。第八代将军德川吉宗执政后,受到冷遇,不久引退,专事著述。
白石属朱子学派儒学家,博学多识。编有《东雅》(20卷),是日本语言学的奠基作。历史学方面,他尊重史实,力图从历史内在因素来说明其演变的原因,著有《古史通》《古史通或问》《读史余论》《藩翰谱》以及今已失传的《史疑》等,对日本德川时代的史学颇有贡献。他是邪马台国九州说的首倡人。在人文地理方面,著有《西洋纪闻》《采览异言》等,是日本传播洋学的先驱著作。此外,还著有介绍北海道、琉球地理及历史、民俗和社会状况的《虾夷志》《南岛志》。文学方面,以《白石诗草》为代表,撰有自传性质的《折焚柴记》《新井白石日记》及其书简集等。遗作有《新井白石全集》(6卷)传世。