Xenakis desde joven se vio movilizado por sus dos pasiones, la música y la ciencia, empezando a estudiar especialmente ingeniería, en Atenas. Sus estudios se interrumpieron en 1941 con la ocupación nazi a su país. Participó en la resistencia griega durante la Segunda Guerra Mundial, y en la primera fase de la Guerra Civil Griega como miembro de la compañía de estudiantes Lord Byron del Ejército de Liberación del Pueblo Griego (ELAS). En enero de 1945 recibió una grave herida en el lado izquierdo de la cara que le puso al borde de la muerte, provocándole la pérdida de un ojo y desfigurándole parte del rostro.
En 1946 pudo finalizar sus estudios obteniendo el título de ingeniero, pero fue perseguido debido a su activismo político, y condenado a muerte. Logró escapar y, gracias a un pasaporte falso, cruzar la frontera rumbo a Francia en 1947. Establecido en París, en 1948 ingresó al estudio del famoso arquitecto Le Corbusier como ingeniero calculista. Pronto comenzó a colaborar en los proyectos de varias obras importantes salidas del estudio de Le Corbusier durante esos años, como las unidades habitacionales de Nantes (1949), Briey-en-Forêt y Berlin-Charlottenburg (1954), los diferentes edificios constitutivos del plan de urbanismo de Chandigarh en India (1951), y el Centro Deportivo y Cultural de Bagdad (1957).
Durante esos años, Xenakis comenzó paralelamente sus estudios de composición en París, primero con Arthur Honegger y Darius Milhaud, con quienes no tuvo demasiado entendimiento, y finalmente con Olivier Messiaen, quien, al ver que no tenía conocimientos de lenguaje musical y armonía tradicional, le dijo que no le instruiría en estas disciplinas sino que lo que tenía que hacer era seguir desarrollando su lenguaje propio, así Xenakis trascendió la limitación del lenguaje tradicional y utilizó, convirtiéndose en pionero, técnicas modernas como la informática y la matemática.
Sorprendió a propios y extraños con sus experimentos con la música estocástica a partir de 1954: “Metástasis” para la que utilizó cálculos procedentes de sus trabajos arquitectónicos. En 1955 Hans Rosbaud dirigió en el Festival de Donaueschingen su primera obra importante para orquesta: Metástasis. Esta pieza y las que le siguieron, notablemente Pithoprakta de 1955-56, y Achorripsis de 1956-57, así como artículos publicados en los Gravesaner Blätter, la revista que dirigía Hermann Scherchen, le dieron a Xenakis una notoriedad que finalmente le permitió dedicarse exclusivamente a la composición.
Es el encuentro entre la arquitectura y la música, la ciencia y la composición, donde visiones científicas, megalíticas, exponenciales, materiales, etc., se expresan en un lenguaje sonoro finamente producido en base al quehacer científico, y esas visiones surgen como vastos espacios cargados de una expresividad manifestada en forma de andamiajes estructurales y compositivos que avanzan consecutivamente cargados de una poética urbanista y finamente colosal; una serie de secciones arquitectónicas expresadas conceptualmente con una narrativa aleatoria que agrupa consecutivamente dichos esquemas estructurales en una música de probabilidades eventuales y no formales. Xenakis: "una forma de composición que no es el objeto en sí, sino una idea en sí, esto es, los comienzos de una familia de composiciones".
En esto no operan las claves de análisis procedentes de la música tonal, modal, serial, etc., se trata más bien de una concepción nueva, algo así como un cosmos creacionistas en estado de formación y desarrollo, que fluye de forma probable y aleatoriamente matemática en la medida que avanza en forma de estructuras cuyo estado presente representa la totalidad de su significado. Xenakis: ‘’Las entidades que habitan un espacio abstracto, existen únicamente de manera que no es posible entenderse con ellas si no es por la vía lógico-matemática, de modo que un universo abstracto indeterminado reclama soluciones indeterministas o sea las que únicamente puede conceder la teoría del cálculo de probabilidades.’’
Las dos piezas orquestales, ‘’Metástasis’’ y ‘’Pithoprakta’’, que datan de 1954 y 1956, le deben mucho a Olivier Messiaen, el mejor maestro de Xenakis. Messiaen alentó a Xenakis a componer el tipo de música que Xenakis deseaba crear. Lo que Messiaen le dio fue un sentido de estructura y un interés en crear una calidez de sonido. Metástasis significa transformación; como arquitecto, Xenakis estaba interesado en cómo se pueden alterar las formas. Pithoprakta significa acciones basadas en probabilidades.
‘’Eonta’’, el primer trabajo de Xenakis para orquesta de cámara, fue escrito a principios de los años 60. Amaba profundamente la cultura griega. Lo que parece haberlo inspirado fue, primero, el descubrimiento en su época de cómo leer el griego micénico, y segundo, leer lo poco que queda del poema que Parménides, un filósofo presocrático, escribió hace mucho tiempo. En micénico Eonta significa seres. En el poema de Parménides, que está en griego clásico, la palabra significa las cosas como realmente son.
En 1962 publicó su libro "Musiques Formelles" ("Músicas formales") posteriormente revisada, expandida y publicada en inglés como "Formalized Music": Thought and Mathematics in Composition en 1971; una colección de ensayos sobre sus ideas musicales y técnicas compositivas, considerada una de las contribuciones más importantes a la teoría de la música del siglo XX. Aquí expresa lo que en realidad se trata de un concepto filosófico y estético regido por las leyes de la teoría de las probabilidades y por las funciones matemáticas que formulan un nuevo dominio de la coherencia. También hace referencia al abandono de todo determinismo tonal a favor de un indeterminismo atonal y aserial en el que se pretende materializar los movimientos del pensamiento con ayuda de los sonidos en donde hacer música significa expresar la inteligencia con medios sonoros.
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