Quang Dũng tên thật Bùi Đình Diệm, sinh năm 1921 tại làng Phượng Trì, huyện Đan Phượng (nay thuộc Hà Nội).
Trước cách mạng tháng Tám, ông học Ban trung học trường Thăng Long. Sau khi tốt nghiệp, ông đi dạy học tư ở Sơn Tây.
Ông gia nhập Quân đội Nhân dân Việt Nam vào ngày Cách mạng tháng Tám thành công, trở thành phóng viên tiền phương của báo Chiến đấu.
Năm 1947, ông được điều đi học Trường bổ túc trung cấp quân sự Sơn Tây. Sau khoá học, ông làm Đại đội trưởng ở tiểu đoàn 212, Trung đoàn 52 Tây Tiến. Ông tham gia chiến dịch Tây Tiến đợt hai, mở đường qua đất Tây Bắc. Trong thời gian này, ông còn được cử làm Phó đoàn tuyên truyền Lào - Việt.
Cuối năm 1948, sau chiến dịch Tây Tiến, ông làm Trưởng tiểu ban tuyên huấn của Trung đoàn 52 Tây Tiến, rồi làm Trưởng đoàn Văn nghệ Liên khu III. Ông đã viết rất nhiều truyện ngắn xuất bản và viết kịch, cũng như đã triển lãm tranh sơn dầu cùng với các hoạ sĩ nổi danh. Ông sáng tác nhạc, bài Ba Vì của ông đã nổi tiếng ở trong khu kháng chiến. Ông làm bài thơ Tây Tiến năm 1948 khi dự Đại hội toàn quân ở Liên khu III tại làng Phù Lưu Chanh (Hà Đông).
Tháng 8 năm 1951, ông xuất ngũ.
Sau 1954, ông làm Biên tập viên tại báo Văn nghệ, rồi chuyển về Nhà xuất bản Văn học.
Ông bị gửi đi chỉnh huấn sau vụ Nhân Văn - Giai Phẩm, và lui về ẩn thân trong nghèo nàn và bệnh tật. Thơ của ông bị phê bình trên báo chí miền Bắc lúc đó là mang hơi hướng "tiểu tư sản", thiếu tính chiến đấu, còn ở miền Nam thì được xuất bản và phổ biến rộng rãi và được nhiều người yêu thích[2].
Về sau này, như những nhà thơ lớn khác, Nguyễn Bính, Hồ Dzếnh,... ông mai một và mất đi trong âm thầm.
Ông mất ngày 13 tháng 10 năm 1988 sau một thời gian dài đau ốm tại bệnh viện Thanh Nhàn, Hà Nội.
Năm 2001, ông được truy tặng Giải thưởng Nhà nước về văn học nghệ thuật.