1895年生于湖北武昌。1915年,进入中华大学学习并积极投身革命活动,后来成为武汉地区五四运动主要领导人之一。
1921年底,恽代英加入中国共产党。1924年参加了国共合作的国民党上海执行部的领导工作,担任宣传部秘书。1925年他参与领导“五卅”爱国运动。1926年1月,当选国民党中央执行委员,不久,担任黄埔军校政治主任教官,兼任军校中共党团干事。1927年1月到武汉,主持中央军事政治学校工作,同蒋介石、汪精卫背叛革命的行径进行坚决斗争。5月在武汉当选中共中央委员,对党内的右倾机会主义错误进行抵制和批判。7月,任中共中央前敌委员会委员,参加了南昌起义。起义失败后赴香港,任中共广东省委常委、宣传部长。12月参与广州起义,任广州苏维埃政府秘书长。广州起义失败后,撤退到香港。1928年6月到上海,任中共中央宣传部秘书长,1929年调任中央组织部秘书长。1931年被国民党反动派杀害于南京,时年36岁。