Claude Ballif a étudié au Conservatoire de Paris dans les classes de Noël Gallon et de Tony Aubin. Puis à Berlin en 1954 auprès de Boris Blacher et Josef Rufer. Enfin à Darmstadt avec Luigi Nono, Bruno Maderna, Luciano Berio et Karlheinz Stockhausen. Il obtient en 1955 le Premier prix de composition musicale au concours international de Genève pour son oeuvre orchestrale Lovecraft et son premier Quatuor à cordes. En 1956 il publie dans la Revue Musicale son traité : Introduction à la métatonalité.

De retour en France en 1959, il entre comme assistant au GRM où il restera jusqu’en 1963. Rencontrant Iannis Xenakis, François Bayle et Ivo Malec, Claude Ballif écrit deux pièces pour bande : Etudes au ressort (1961) et Points, Mouvements (1962). Mais l’essentiel de sa production demeure instrumentale, avec notamment la création en 1965, au Théâtre des Champs-Elysées, d’A Cor et à Cri pour orchestre sous la direction d’Hermann Scherchen.

Claude Ballif participe à la création de l’Université de Paris VIII en 1968 et publie la même année un ouvrage sur Berlioz, il reçoit de nombreux prix et enseigne l’analyse et la composition au Conservatoire de Paris de 1971 à 1990. Depuis, il enseigne ces mêmes matières au Conservatoire de Sevran. En 1984 le Festival Estival de Paris le choisit comme compositeur de l’été et organise toute une série de concerts et de manifestations autour de son oeuvre.

Il est Chevalier des arts et lettres en 1984; en 1986 il reçoit le Grand Prix SACEM de la Musique Symphonique; en 1991 il est Officier dans l’Ordre national du mérite, puis Commandeur en 1994. Il obtient le Grand Prix national de la Musique en 1999.

Il a publié de nombreux ouvrages sur la musique: Introduction à la Métatonalité, Richard Masse, Paris 1956; Berlioz, Seuil, Paris 1968; Voyage de mon oreille, «10/18», Union Générale d’Édition, 1979; Économie Musicale, Méridiens-Klincksieck, Paris 1988; L’habitant du Labyrinthe : Entretiens avec Alain Galliari, Pro Musica 1992. Un numéro spécial de la Revue Musicale lui a été consacré en 1968.

Claude Ballif s’est toujours situé en marge des écoles et des systèmes, auteur d’une oeuvre abondante, il a peu varié dans son esthétique depuis ses débuts de compositeur, fidèle à une écriture atonale (mais non sérielle), usant de micro-intervalles, où l’émotion affleure constamment. Compositeur catholique, Claude Ballif a signé plus d’une pièce d’inspiration sacrée.