Sơn Tùng sinh ngày 8 tháng 8 Âm lịch năm Mậu Thìn (tức ngày 21 tháng 8 năm 1928), tại làng Hoa Lũy (nay là Kim Lũy), Diễn Kim, Diễn Châu, Nghệ An. Làng Hoa Lũy là vùng bãi ngang nằm sát biển. Gia đình Sơn Tùng là một gia đình nhà nho nghèo nhưng trọng chữ[1], có quan hệ họ hàng với Hồ Chí Minh. Bà nội Sơn Tùng (cụ Hà Thị Tự) là cháu họ bà nội Hồ Chí Minh (Cụ Hà Thị Hy), và em trai ông nội của Sơn Tùng đỗ tú tài cùng khoa với em trai ông ngoại của Hồ Chí Minh.

Từ 1944 đến 1971, trước khi trở thành nhà văn, là 27 năm Sơn Tùng tham gia hai cuộc kháng chiến chống Pháp và chống Mỹ, hoạt động trên các lĩnh vực tuyên huấn, tuyên truyền, huấn luyện, quân sự, phóng viên. Năm 1944, khi mới 16 tuổi Sơn Tùng đã sớm tham gia cách mạng[2], hoạt động trong phong trào thanh niên, sinh viên thủ đô. Sau khi Hà Nội giải phóng, Sơn Tùng vào học tại trường Đại học nhân dân và sau đó trở thành cán bộ tuyên truyền của Đảng. Năm 1961 ông về viết cho báo Nông nghiệp và từ cuối năm 1962 là phóng viên của báo Tiền phong.

Năm 1965, Sơn Tùng là đặc phái viên của báo Tiền Phong tác nghiệp chủ yếu tại vùng lửa đạn chiến sự ác liệt ở Quân khu 4, từ Thanh Hóa đến Quảng Bình và tuyến lửa Vĩnh Linh. Tới năm 1967, ông xung phong đi B, vào chiến trường Đông Nam Bộ thành lập và phụ trách tờ báo Thanh niên Giải phóng[2]. Ông cùng đồng nghiệp bám sát các mặt trận, các đợt trinh sát, gần gũi dân, đến nhiều địa điểm nóng bỏng để phản ánh kịp thời cuộc sống và chiến đấu của bộ đội, đồng bào. Từ thực tế chiến trường, ngoài tin tức, bài vở đăng trên các số báo Thanh niên Giải phóng, Sơn Tùng còn viết ký, truyện gửi ra các báo ngoài Bắc với bút danh Sơn Phong, và miệt mài ghi chép tài liệu với ý thức chuẩn bị cho các tác phẩm dày dặn sau này.

Ngày 15 tháng 4 năm 1971 tại căn cứ Tà Nốt ở chiến khu Đ (thuộc tỉnh Tây Ninh), khi Sơn Tùng cùng đồng đội đang chuẩn bị lên khuôn cho kỳ báo đặc biệt kỷ niệm 10 năm thành lập Đoàn Thanh niên Cộng sản Hồ Chí Minh thì bị máy bay Mỹ tấn công. Ông bị thương rất nặng, mảnh đạn M79 găm khắp thân thể, chấn thương sọ não, vỡ xương vai, nửa người bên phải hầu như bị liệt không đi lại được, thần kinh chéo bị tổn thương nặng, tay phải co quắp, tay trái đạn cắt mất chỉ còn hai ngón, thị lực còn 1/10, tai bị rách phải khâu lại không biết bao nhiêu lần, trí nhớ sụt giảm.

Sau chiến tranh, là một thương binh hạng 1/4, nặng nhất theo thang bậc thương binh ở Việt Nam, xuất ngũ với 14 vết thương trên mình và vẫn còn 3 mảnh đạn găm trong sọ não không thể mổ gắp ra được, mất 81% sức khỏe, bằng vốn chữ Nho tự học và chữ Quốc ngữ trường làng, Sơn Tùng vẫn tiếp tục cầm bút với vai trò là phóng viên cho các tờ báo và là cây bút chuyên viết về Hồ Chí Minh, những nhà cách mạng hiện đại cũng như các danh nhân văn hóa của dân tộc. Bệnh tật và những vết thương hành hạ nhà văn hàng ngày nhưng ông kiên cường làm việc, với sự hỗ trợ tận tụy như một thư ký của vợ, bà Phan Hồng Mai, người vốn là một y tá từng chữa trị cho ông từ mặt trận. Theo lời kể lại từ Hữu Thỉnh, có lúc người vợ Sơn Tùng còn phải buộc nhà văn vào ghế khi viết để tránh những cơn co giật xúc động làm cơ thể bị liệt của ông ngã xuống bàn viết[3].

Từ 1974 tới nay, Sơn Tùng đã cho ra đời hàng chục tiểu thuyết, tư liệu, tập truyện, được viết bằng bàn tay phải chỉ còn 3 ngón tay bị co quắp[2] cầm bút vô cùng khó khăn, trong phòng văn rộng chưa tới 4 mét vuông bốn bên chất chồng sách cao tới tận trần, tại căn hộ tập thể nơi ngõ phố Khâm Thiên. Trong căn nhà nhỏ này còn có "Chiếu Văn" nơi ông thường cùng bạn bè trong giới văn nghệ sĩ đàm luận hàng tuần. Ngoài các tác phẩm lấy cảm hứng từ Hồ Chí Minh và các nhân vật cách mạng như Trần Phú, Nguyễn Hữu Tiến, Sơn Tùng còn có một số sáng tác khác như Lõm (viết năm 1976, in lần đầu năm 1994), Trái tim quả đất (viết năm 1988, in lần đầu năm 1990), nói về chiến tranh và xã hội, con người Việt Nam trong và sau khi kết thúc chiến tranh[1].

Năm 2010, do di chứng chiến tranh, ông bị một cơn tai biến mạch máu não khiến ông bị liệt nửa người và gần như mất khả năng sinh hoạt. Vợ ông bà Phan Hồng Mai dù đã tận tình chăm sóc ông nhưng rồi cũng ốm yếu dần. Cho đến nay ông bà vẫn ở tại một khu tập thể cũ nát tại ngõ Văn Chương, Hà Nội. Hoàn cảnh gia đình vô cùng khó khăn.

Vào khoảng 23h05 ngày 22 tháng 7 năm 2021, nhà văn Sơn Tùng qua đời tại nhà riêng sau hơn 11 năm chống chọi với bệnh nặng do tai biến mạch máu não, hưởng thọ 93 tuổi.[4]