Ông tên thật là Mạc Phụ, sinh năm 1941 tại thị trấn Vĩnh Điện, thị xã Điện Bàn, tỉnh Quảng Nam. Bút danh Đinh Trầm Ca là lấy từ họ mẹ ông (Đinh), tuy nhiên hiện nay nhiều người vẫn quen thuộc với cái tên bị sai là Đynh Trầm Ca. Sau khi học xong trung học, ông vào Sài Gòn học Đại học Sư phạm rồi tốt nghiệp, dạy ngữ văn ở đây cho đến năm 1975.

Đinh Trầm Ca bắt đầu làm thơ từ đầu thập niên 1960 rồi sau đó mới học nhạc với nhạc sĩ Lê Trọng Nguyễn. Ca khúc Ru con tình cũ viết năm 1967 được ca sĩ Lệ Thu thâu âm đầu tiên và phát trên các đài phát thanh như Sài Gòn, Quân Đội.

Sau sự kiện 30 tháng 4 năm 1975, ông trở ra Quảng Nam làm ruộng được sáu năm rồi phiêu bạt nhiều nơi ở miền Tây như Sóc Trăng, An Giang, Cần Thơ, Thành phố Hồ Chí Minh...

Năm 2004, ông về lại Quảng Nam định cư, mở quán cà phê "Thạch Trúc Viên" là nơi anh em văn nghệ sĩ Quảng Nam hay lui tới.