Nguyễn Văn Cổn sinh tại tỉnh Thanh Hóa. Lúc nhỏ, ông học tại trường tỉnh, sau vào học trường Cao đẳng Tiểu học Vinh, rồi theo ban Trung học tại Hà Nội.

Đang học, hưởng ứng cuộc bãi khóa đòi thực dân Pháp thả Phan Bội Châu, ông bỏ trường trở về quê (1925). Nhưng ít lâu sau, ông được gia đình cho sang học tại Paris (Pháp) và Luân Đôn (Anh).

Năm 20 tuổi (1931), ông bắt đầu viết cho 2 tờ báo đối lập, đó là tờ L’Ami du peuple và tờ Tiếng Dân do cụ Huỳnh Thúc Kháng làm chủ nhiệm.

Năm 1936, ông vào Sài Gòn làm cộng sự cho tờ L’ Echo Annamite do Nguyễn Phan Long và Dejean de la batie chủ trương.

Năm 1942, ông làm Trưởng ban tuyên truyền Phong trào truyền bá Quốc ngữ tại Miền Nam. Cũng trong năm này, ông cho xuất bản tập thơ đầu tay Nước tôi tại Sài Gòn.

Sau Chiến tranh thế giới thứ hai, năm 1947, Nguyễn Văn Cổn sang Pháp học tại trường Đại học Chính trị, và tốt nghiệp năm 1950.

Tiếp theo, ông vào học Đại học Sorbonne, ban Văn khoa, và đỗ Tiến sĩ Văn chương năm 1958. Sau đó, ông sang Luân Đôn tiếp tục nghiên cứu về bộ môn này.

Kể từ năm 1960 trở đi, ông được nhận vào làm việc tại Bộ Quốc gia Giáo dục Pháp, và đã định cư ở nước ấy.

Năm 1968 tại Sài Gòn, ông và thơ ông (12 bài, trong đó có Kiếp hoa đã được nhạc sĩ Nguyễn Văn Tuyên phổ nhạc) được giới thiệu trong bộ sách Việt Nam thi nhân tiền chiến do Nguyễn Tấn Long và Nguyễn Hữu Trọng biên soạn.

Theo nhạc sĩ Phạm Duy, thì Nguyễn Văn Cổn còn từng là Giám Ðốc Chương Trình trong Ðài Radio Indochine. Với cương vị này, ông đã có công lớn trong việc phổ biến ngành Nhạc Mới (Tân nhạc), và đã góp phần đưa tên tuổi Phạm Duy và Nguyễn Văn Tuyên đến với công chúng.

Năm 1982, Phạm Duy gặp được Nguyễn Văn Cổn. Nhạc sĩ kể:

Vào mùa Thu 1982, tôi được vinh dự ngồi uống cà phê với Nguyễn Văn Cổn tại một quán nhỏ trong khu Latin (Paris), ôn lại những ngày cũ, được nghe vài bài thơ về thời thế của ông... Tôi rất tiếc cho một nước Việt Nam chưa bao giờ được an vi như cái thời xa xưa đó để có cơ hội cho tất cả những người trong làng âm nhạc Việt Nam hội họp với nhau, viết cho thật kỹ càng một bộ nhạc sử trong đó, địa vị lớn trong Ngành Nhạc Mới phải được dành cho Nguyễn Văn Cổn và Nguyễn Văn Tuyên [1].

Từ 1982 cho đến nay, chưa có thông tin gì về Nguyễn Văn Cổn.