Lưu Hữu Phước sinh ngày 12 tháng 9 năm 1921 tại quận Ô Môn, tỉnh Cần Thơ (nay thuộc thành phố Cần Thơ). Thuở nhỏ ông được cha cho học đàn kìm, về sau có chơi cả mandolin, guitar và tự học lý thuyết âm nhạc.

Khoảng cuối thập niên 1930, Lưu Hữu Phước lên Sài Gòn học tại trường Petrus Ký. Trong thời gian này, ông kết thân với Huỳnh Văn Tiểng, Mai Văn Bộ, làm thành bộ 3 Huỳnh - Mai - Lưu, thành lập Câu lạc bộ Học sinh (Scholar Club) ở trường trung học Petrus Ký... là đầu mối hội tụ những học sinh, sinh viên yêu nước. Cũng trong thời gian này, ông sáng tác bài hát "La Marche des Étudiants" vào cuối năm 1939, và cùng Mai Văn Bộ đặt lời tiếng Pháp để làm bài hát chính thức của Câu lạc bộ.[1]

Sau khi đỗ tú tài, Lưu Hữu Phước ra Hà Nội học trường Y - Dược, thuộc Viện Đại học Đông Dương (1940-1944]. Thời này, do ảnh hưởng của phong trào Mặt trận Bình dân nên phong trào đấu tranh chính trị của sinh viên Đông Dương rất mạnh mẽ. Lưu Hữu Phước nhanh chóng trở thành một trong những thủ lĩnh của phong trào, và có dịp tiếp xúc với một số thành viên của Việt Minh. Trong những đợt tổ chức các hoạt động về nguồn của sinh viên, Lưu Hữu Phước đã sáng tác được nhiều ca khúc nổi tiếng, như: "Non sông gấm vóc", "Bạch Đằng Giang", "Ải Chi Lăng", "Hát giang trường hận" (sau đổi tên là Hồn tử sĩ), "Hờn sông Gianh", "Người xưa đâu tá" và "Hội nghị Diên Hồng" nhằm hun đúc tình thần dân tộc cho thanh niên.

Nhân cuộc hành hương về Đền Hùng nhân ngày Giỗ tổ Hùng Vương năm 1942, nhằm thức tỉnh sinh viên từ bỏ mộng học giỏi đỗ cao để làm quan cho thực dân Pháp, đồng lòng quyết tâm trau dồi ý thức cứu dân, cứu nước, sẵn sàng tiến lên "đáp lời sông núi" khi Tổ quốc cần, Lưu Hữu Phước đã sửa phần lời Việt của bài "La Marche des Étudiants" thành bài "Thanh niên hành khúc", biểu diễn dưới chân núi Nghĩa Lĩnh do một dàn hợp xướng mấy chục người trình diễn[cần dẫn nguồn].

Ngày 21 tháng 3 năm 1943, vở ca kịch Tục lụy của ông được trình diễn tại Nhà hát Lớn Hà Nội. Cái tên Lưu Hữu Phước trở nên nổi tiếng trong giới thanh niên Việt Nam thời bấy giờ[cần dẫn nguồn].

Lưu Hữu Phước còn có những bút danh khác: Huỳnh Minh Siêng[2], Long Hưng, Anh Lưu, Hồng Chí.

Năm 1944, Lưu Hữu Phước được Mặt trận Việt Minh giao nhiệm vụ vào Nam tham gia vận động cách mạng cùng với lúc nổ ra phong trào của đông đảo sinh viên ba miền Nam-Trung-Bắc rủ nhau bỏ học để trực tiếp tham gia hoạt động cách mạng. Nhóm Lưu Hữu Phước, Huỳnh Văn Tiểng, Mai Văn Bộ và Đặng Ngọc Tốt trong một đêm đã tập trung soạn ba bài hát: "Xếp bút nghiên", "Mau về Nam" và "Gieo ánh sáng" để kịp thời cổ vũ cho phong trào này, còn được gọi là phong trào Xếp bút nghiên, rầm rộ kéo dài đến mãi tận ngày Cách mạng tháng Tám năm 1945, cùng với sự ra đời của bài ca "Khúc khải hoàn" của ông[cần dẫn nguồn].