Cipszer származású kisnemesi családból származott. Filozófiai, jogtudományi és teológiai tanulmányokat végzett Miskolcon és Késmárkon. 1833-ban Podmaniczky Károly gyermekeinek nevelője lett, 1838-tól ügyvédi gyakorlatot folytatott. 1842-től a késmárki evangélikus főiskola jogtudománytanáraként, 1846-tól igazgatójaként ténykedett. 1840-től foglalkozott nyelvészettel. Az 1848–49-es forradalom és szabadságharc idején képviselőként a Habsburgokkal való megbékélést sürgető, a trónfosztást ellenző Békepárt tagja volt, illetve a debreceni parlament egyik jegyzőjeként ténykedett. Követte a menekülő képviselőházat Szegedre, majd Aradra. A szabadságharc bukása után egy ideig visszavonult és finnül kezdett tanulni. Haynau 1850. július 5-én a debreceni magyar országgyűlés más, a Habsburgok trónfosztásában részt vett tagjával együtt halálra ítélte, az ítéleteket azonban kegyelmi záradékkal látta el, és a képviselőket kegyelemben részesítette. Toldy Ferenc segítségével 1851-ben egészen a haláláig az Akadémia könyvtárosa lett. Elsősorban nyelvészeti és etnográfiai munkásságáról ismert. Magyar Nyelvészet címen folyóiratot indított, majd 1862 és 1874 között a Nyelvtudományi Közlemények szerkesztésére is megbízást kapott. 1861-ben, illetve 1865 és 1867 között képviselőházi tag, majd a Főrendiház tagja. 1869-ben a Balti-tenger környékén tett tanulmányutat. Hunfalvy jelentős szerepet játszott az ugor-török nyelvészeti háborúban Vámbéry Ármin vitapartnereként. Finnugor nyelvhasonlító munkái mellett megkísérelte a Reguly Antal gyűjtötte vogul és osztják szövegek megfejtését. Életének utolsó szakaszában néprajzzal és történettudományokkal foglalkozott.