Hải Triều sinh ở làng An Cựu ở ngoại thành Huế, quê ở xã Lê Lợi, huyện An Dương, Hải Phòng, là dòng dõi quan Nội tán Nguyễn Khoa Đăng. Cha ông là nhà nho Nguyễn Khoa Tùng, từng làm nghị viên Viện dân biểu Trung Kỳ. Mẹ ông là nữ sĩ Đạm Phương, người hoạt động bênh vực quyền lợi phụ nữ và nhi đồng. Lớn lên, ông học ở trường Quốc Học Huế, sau đó bị đuổi khỏi trường do tham gia các phong trào thanh niên yêu nước.

Năm 1927, ông tham gia đảng Tân Việt sau đó vào hoạt động ở Sài Gòn. Ông bắt đầu tham gia viết báo với bút danh Nam Xích Tử (chàng trai Nam đỏ). Ông gây ấn tượng qua những bài báo phê phán chủ nghĩa Tam Dân của Tôn Trung Sơn và dịch Tư bản của Karl Marx. Năm 1930, ông ra Hà Tĩnh họp hội nghị toàn quốc Đông Dương Cộng sản Liên đoàn, sau đó ông bị Pháp bắt rồi được thả ra. Tháng 6 năm 1930, ông được kết nạp và Đảng Cộng sản Đông Dương và được cử vào Tỉnh uỷ Thừa Thiên. Tháng 8, ông vào công tác ở Sài Gòn và tham gia thành uỷ Sài Gòn - Chợ Lớn, viết bài cho báo Cờ đỏ. Năm 1931, ông bị bắt ở Sài Gòn và bị kết án 9 năm khổ sai, 8 năm quản thúc. Nhưng đến tháng 7 năm 1932, ông được thả tự do.

Sau khi ra tù, Nguyễn Khoa Văn mở hiệu sách báo Hương Giang ở Huế và đồng thời bắt đầu viết cho báo Đông Phương dưới bút danh mới - Hải Triều. Ông bắt đầu gây tiếng vang qua những cuộc tranh luận của Phan Khôi trên các báo Đông Phương, Phụ nữ tân tiến...: "Duy vật hay duy tâm", "Nước ta có chế độ phong kiến hay không". Ông hoạt động sôi nổi trong thời kì Mặt Trận Dân Chủ (1936-1939), viết bài cho các báo Nhành lúa, Dân, Đời mới, Kiến văn, Tiếng vang, Hồn trẻ, Tin tức, Tin mới... đặc biệt qua cuộc bút chiến về "Nghệ thuật vị nghệ thuật hay Nghệ thuật vị nhân sinh" (kéo dài từ 1935 - 1939) với Hoài Thanh, Thiếu Sơn, Lưu Trọng Lư...

Tháng 8 năm 1940, ông bị chính quyền Pháp bắt đi an trí tại Phong Điền đến tháng 3 năm 1945. Tháng 8 năm 1945, ông tham gia cướp chính quyền ở Huế. Sau Cách mạng tháng 8, ông làm Giám đốc Sở Tuyên truyền Trung bộ sau đó rồi làm Giám đốc Sở Tuyên truyền Liên khu IV trong kháng chiến chống Pháp. Thời gian này ông hoạt động chủ yếu là tuyên truyền, phổ biến chủ nghĩa Marx. Ông làm chi hội trưởng Chi hội nghiên cứu chủ nghĩa Karl Marx, chủ nhiệm tạp chí Tìm hiểu.

Ông mất ngày 6 tháng 8 năm 1954 tại Thanh Hoá, khi mới 46 tuổi. Ông được an táng trên cánh đồng Bảo Đà. Sau này hài cốt ông được đưa về Khu Di tích lịch sử lưu niệm danh nhân Phan Bội Châu vào năm 1984.

Ông là cha của nhà thơ Nguyễn Khoa Điềm. Tên Hải Triều được đặt cho một số con phố ở Thành phố Hồ Chí Minh, Thanh Hoá, Hải Phòng.