본관은 안동(安東). 자는 좌경(左卿). 이조판서 김대근(金大根)의 아들이다.
1837년 충청남도 홍주에서 출생했다. 1860년(철종 11) 정시문과에 병과로 급제하고 고종이 왕위에 오르면서 정언과 집의가 되었다. 1875년(고종 12) 좌부승지에 재임 중 승정원의 최익현 석방 반대 상소에 함께 했다. 1878년 이조참판, 1882년 성균관 대사성, 1885년 사헌대 대사헌 , 1892년 한성부 판윤, 1893년 공조판서를 지내고 1897년 태의원 경, 빈전도감 제조에 임용되고 칙임관 3등에 서임되었다.
대한제국이 선포되면서 중추원 의관이 되었다. 1899년 궁내부 특진관에 임용된 이후 궁내부에 소속되어 1899년 비서원 경, 태의원 경, 시종원 경 , 1901년 경효전 제조, 1904년 장례원 경, 1905년 비서감 경, 1906년 전선사 제조 등을 지내며 고종황제를 보좌했다. 1907년 궁내부 특진관으로 재임 중 부사(副使)의 직책으로 황태자 가례를 담당했다.
1910년 한일합병 직후 「조선귀족령」에 의거하여 일본정부로부터 조선귀족 남작의 작위와 2만 5000원의 은사공채를 받았다. 1912년 8월 1일 '귀족의 작위와 은사금을 받은 자로서 한일관계에 특히 공적이 현저한 자'로 인정되어 일본정부로부터 한국병합기념장을 받고, 같은 해 12월 종4위에 서위되었다. 그러나 1919년 8월 13일 아편복용죄로 인해 일본정부로부터 작위를 반납하라는 명령이 내려졌으나 작위는 유지되었고, 1920년 12월 정4위로 승서되었다. 1921년 10월 2일 사망했다.
김병익의 이상과 같은 활동은 「일제강점하 반민족행위 진상규명에 관한 특별법」 제2조 제1·6·7·9·19호에 해당하는 친일반민족행위로 규정되어 『친일반민족행위진상규명 보고서』 Ⅳ-2: 친일반민족행위자 결정이유서(pp.608∼613)에 관련 행적이 상세하게 채록되었다.