Fils d'Alfred et de Kathleen Moon, Keith naît à Londres le 23 août 1946. Vivant à Alperton dans sa jeunesse, il est un enfant hyperactif et doté d'une grande imagination. Toutefois, ses rapports scolaires ne sont guère encourageants, un de ses professeurs d'art allant jusqu'à le qualifier d'«attardé artistiquement» et d'«idiot à bien des égards». La seule chose capable d'intéresser Moon reste la musique. Très tôt, ses professeurs apprécient sa technique basée sur un jeu chaotique, reconnaissant sa «grande capacité». Moon rate un examen et quitte l'école en 1961.
Il épouse Kim McLagan, alors enceinte, le 27 mars 1966. Sa fille Amanda naît quatre mois plus tard, le 12 juillet. Kerrigan quitte Keith en 1973 et emmène Amanda avec elle. Le divorce est officialisé en 1975.
Très vite, il gagne la réputation de tout détruire, des batteries aux chambres d'hôtels.L'histoire la plus célèbre à son sujet concerne l'immersion d'une Rolls-Royce dans une piscine d'un hôtel du Michigan, même si cette histoire est contestée par le biographe de Keith Moon, Tony Fletcher, tandis que Roger Daltrey affirme avoir vu la facture de 50 000$ qui en a résulté.Moon se serait également blessé aux dents à ce moment là. Toutefois, il apparaît plus probable que tout ceci résulte d'une fusion entre deux histoires. Lors de la tournée du groupe aux États-Unis, Moon avait organisé une fête dans un hôtel du Michigan pour son vingt-et-unième anniversaire, après un concert du groupe. La soirée se déroulait tranquillement (à l'exception de combats de nourriture) jusqu'à ce que des membres du groupe Herman's Hermits (qui était en tournée avec les Who) se mirent à enlever le pantalon de Moon. Ce dernier, ne portant pas de sous-vêtements, fut pris d'une terrible gêne. C'est en voulant partir en courant qu'il tomba face contre terre et se cassa une dent. John Entwistle et un membre de Herman's Hermits le transportèrent chez un dentiste. Pendant ce temps, les convives quittèrent la salle où se déroulait la fête et saccagèrent l'hôtel en renversant les distributeurs automatiques et en dérobant les extincteurs des voitures. La facture des dommages s'éleva à plusieurs milliers de dollars. Selon le livre The Who In Their Own Words, Moon aurait raconté que cette histoire se serait passée dans un Holiday Inn de la ville de Flint dans le Michigan et la voiture conduite dans la piscine serait une Lincoln Continental. Il aurait aussi déclaré que c'est de cette façon qu'il s'était cassé une dent.
Parmi les frasques de Keith Moon, on compte également l'ingurgitation d'un somnifère pour cheval lors d'un concert de la tournée Quadrophenia le 20 novembre 1973 au Cow Palace de Daly City en Californie, un fan du groupe lui ayant présenté une « nouvelle drogue » géniale quand un demi-cachet est consommé avec du cognac, ce à quoi Moon répondit : « Attends, tu sais qui je suis ? Je suis Keith Moon ! Je prends pas un demi-cachet, j'en prends un entier, moi ! » avant de s'exécuter. Le concert a été filmé. On peut voir Keith Moon s'écrouler sur sa caisse claire en plein milieu de Won't Get Fooled Again : K.O. La « nouvelle drogue » était en fait un somnifère pour chevaux : Keith Moon, hors d'état de jouer, fut remplacé par un spectateur de la foule, Scot Halpin. Le batteur mit deux jours à s'en remettre, durant lesquels, transporté en chaise roulante et incapable de parler, il dut subir les sarcasmes de Pete Townshend.
Keith Moon décède le 7 septembre 1978, à l'âge de 32 ans, après avoir été invité par Paul McCartney à l'avant-première du film The Buddy Holly Story. Moon quitte la soirée tôt, accompagné de sa petite amie, Annette Walter-Lax, et retourne à son appartement situé sur Curzon Place, à Londres. La cause de sa mort est une surdose de médicaments utilisés pour traiter son alcoolisme. La police retrouvera alors 32 pilules dans son organisme, dont certaines non-dissoutes.