Gimė valsiečių šeimoje. Mokėsi pas kaimo daraktorių, [[1890]]–[[1891]] m. [[Dusetų valsčius|Dusetų valsčiaus]] mokykloje, kitą žiemą tęsė mokslus [[Zarasai|Zarasuose]]. Po to tėvai jį nuvežė į [[Sankt Peterburgas|Peterburgą]], kur gyveno jo pusbrolis.
[[1897]] m. baigė |Tomsko]] universiteto profesorius.
[[1897]] m. baigė keturklasę šv. Kotrynos mokyklą ir, vykdydamas tėvų valią, tais pačiais metais akademija|Peterburgo dvasinę akademiją]], bet po metų iš jos pasitraukė, todėl neteko namų paramos. Nuo [[1898]] m. rudens pradėjo savarankišką gyvenimą. Vertėsi pamokomis, [[1899]]–[[1903]] m. dirbo [[meteorologija|meteorologijos]] observatorijoje, dalyvavo Peterburgo lietuvių veikloje. Mokydamasis Peterburge, susipažino su žymiu lietuvių kalbininku prof. [[Kazimieras Jaunius|Kazimieru Jauniumi]], nuo 1903 m. tapo jo moksliniu sekretoriumi.
[[Vaizdas:Kazimieras Buga.JPG|thumb|left]]
Globojamas Peterburgo lietuvių kunigų ir rusų mokslininkų, [[1905]] m. įstojo į [[Peterburgo universitetas|Peterburgo universitetą]] studijuoti kalbotyros. Studijuodamas universitete išleido pirmą stambų veikalą „Aistiškai studijai“, parašė vertingų mokslo darbų. Už darbą apie slavų skolinius lietuvių kalboje jam įteiktas aukso medalis. Baigęs universitetą [[1912]] m. paliko Lyginamosios kalbotyros katedroje rengtis profesūrai. [[1914]] m. tobulinosi [[Karaliaučiaus universitetas|Karaliaučiaus universitete]]. [[1916]] m. paskirtas Peterburgo universiteto privatdocentu. [[1917]]–[[1919]] m. [[Permė]]s, 1919–[[1920]] m. [[Tomskas|Tomsko]] universiteto profesorius.
1920 m. grįžo į Lietuvą. 1920 m. dirbo [[Lietuvos Respublikos švietimo ir mokslo ministerija|Lietuvos švietimo ministerijoje]]. Nuo 1920 m. ėmė organizuoti [[Lietuvių kalbos žodynas|Lietuvių kalbos žodyno]] leidimą. Nuo [[1922]] m. [[Lietuvos universitetas|Lietuvos universiteto]] profesorius. Dėstė beveik visus kalbotyros dalykus, rengė vadovėlius studentams. [[1924]] m. išleido pirmąjį „Lietuvių kalbos žodyno“ sąsiuvinį, antrasis jo parengtas sąsiuvinis išėjo po K. Būgos mirties. K. Būga buvo sukaupęs apie 617 000 lapelių žodyno kartoteką. Redagavo [[Antanas Juška (1819)|Antano Juškos]] žodyną.
