Ingstad var fødd i Meråker i Nord-Trøndelag og voks opp i Bergen. Etter å ha utdanna seg til cand. jur. i 1922, arbeidde han som sakførar i Levanger, før han reiste til Canada for å verta pelsjeger. Der levde han i fire år. Boka Pelsjegerliv vart utgjeven i 1931. Boka selde godt og gjorde at han vart vidgjeten.
Etter å ha kartlagt gamle husgrunnar i Canada, fann Ingstad og kona, arkeologen Anne Stine Ingstad, i 1961 restar av viking- busetnad. Busetnaden fann dei på L'Anse aux Meadows på Newfoundland. Med dette var dei dei fyrste til å prova at islandske vikingar hadde funne ein veg over Atlanterhavet til Nord-Amerika. Ingstad og kona rekna med at dei hadde funne busetnaden i Vinland. Vinland var namnet som vart nytta i norrøn tid på det som seinare fekk namnet Nord-Amerika.
Vikingane hadde kome til Amerika 500 år før Christopher Colombus og John Cabot.
Ingstad og kona bygde frå 1946 opp ein heim i Holmenkollen i Oslo, der han døydde 101 år gamal. Dei siste åra han levde, arbeidde han med å systematisera ei stor mengd fotografi og lydopptak. Opptaka gjorde han på slutten av 1940-talet medan han budde saman med ein eskimo-stamme i Alaska. Stamma vart kalla Nunamiut. Arbeidet gjorde at ei bok vart utgjeven, Songs of the Nunamiut. Ein CD med lydopptak fylgde med boka.