امام محمد باقر پس از شهادت پدر در سال 95 هجری قمری در سن سی و هشت سالی به امامت رسیدند و مدت امامت ایشان 19 سال بوده است. پیامبر گرامی اسلام (ص) در حدیثی در پاسخ سوال جابر بن عبدالله انصاری در خصوص امامان بعد از پیامبر بشارت داده و فرموده اند:
حسن و حسین، دو سرور جوانان اهل بهشت، سپس سرور عبادت کنندگان در زمان خود، علی بن الحسین، سپس باقر، محمد بن علی که ای جابر تو او را خواهی دید.
بشارت آن حضرت به جابر بن عبدالله انصاری تحقق یافت و ایشان محضر امام باقر علیه السلام را درک کردند. این حدیث خود دلیلی بر امامت ایشان از سوی پیامبر اسلام است. گرچه توجه ویژه امام سجاد علیه السلام به ایشان و بیان احادیثی مبنی بر امامت از نسل ایشان و بشارت به ظهور منجی عالم بشریت امام مهدی عج الله تعالی فرجه الشریف از نسل ایشان نیز دلیل دیگری بر امامت آن حضرت است.
در منابع تاریخی برای آن حضرت هفت فرزند شامل پنج پسر و دو دختر ذکر شده است که امام صادق علیه السلام فرزند ایشان ادامه دهنده نهضت علمی بودند که حضرت آغاز نمودند. به دلیل شدت سخت گیری ها و فضای بسیار محدود پس از شهادت امام حسین علیه السلام فضای مناسب فعالیت امام سجاد فراهم نبود و آن حضرت در قالب دعا و راز و نیاز با خداوند اقدام به نشر اسلام نمودند ولیکن در دوران امام محمد باقر که مصادف با پنج تن از خلفای بنی امیه بود جنبش علمی وسیعی را آغاز کردند که بعد ها در دوران فرزند ایشان به اوج خود رسید.
حضرت امام محمد باقر در طول دوران امامت خود بنیان علمی در مباحث حدیث، تفسیر و کلام بنا نهادند و به نشر احادیت پیامبر (ص) اهتمام ورزیدند. در مناظرات بسیاری با مسیحیان، یهودیان و فرقه های نوظهور اسلامی شرکت کردند که در همگی آنها علم آن حضرت بیش از پیش برای شیعیان و پیروان آشکار گردید.
ایشان شاگردهای بسیاری را تربیت کردند که شیخ طوسی تعداد آنها را 462 مرد و دو زن ذکر کرده است که برخی از محدثین بزرگ اسلام بودند.
اخلاق، زهد و پارسایی آن حضرت به گونه ای بود که بزرگان شیعه و اهل سنت همگی بر آن گواهی داده اند.
در اکثر منابع شهادت ایشان توسط خلیفه اموی هشام بن عبدالملک نقل شده است.آن حضرت وصیت کردند در لباسی که در آن نماز بجا می آوردند دفن شوند و برای ایشان ده سال در منا از مال خودشان عزاداری برپا کنند. مزار مطهر ایشان در قبرستان بقیع در کنار پدرشان امام سجاد علیه السلام و عموی پدرشان امام حسن علیه السلام قرار دارد.