Hizo estudios de latinidad y jurisprudencia en el Colegio de San Bartolomé. Al estallar el movimiento de Independencia, Santander, de 18 años de edad, se incorporó en el ejército patriota.

Dos años más tarde combatió contra los españoles en La Grita y Loma Pelada, pasando luego a Ocaña para participar en la campaña del Norte. Allí recibió el grado de coronel. General de Brigada en 1817, jugó papel decisivo en la organización del ejército libertador en los Llanos Orientales bajo el mando general de Bolívar.

Fue uno de los jefes de la campaña libertadora que culminó en las batallas del Pantano de Vargas y Boyacá. Nombrado por Bolívar Vicepresidente provisional de Colombia, fue confirmado en este cargo por el Congreso de Cúcuta en 1821. Mientras Bolívar hacia la campaña del Sur, Santander ejerció el poder ejecutivo hasta 1827. Acusado de complicidad en la conspiración del 25 de septiembre contra la vida del Libertador, fue condenado a muerte. Conmutada su pena por el destierro, residió en Europa desde 1829, después de haber estado prisionero en Cartagena. Viajó por Inglaterra, Francia y Alemania.

Elegido presidente en 1832, al disolverse la Gran Colombia, regresó al país y ejerció la primera magistratura hasta 1837. Elegido miembro del Congreso Nacional intervino muy activamente en la política nacional como jefe de la oposición al presidente Márquez. Al morir tenía 48 años de edad.