1913年11月1日，光未然出生于湖北省光化县。第一次国内革命战争失败后，曾做过商店学徒、书店店员和小学教员。

1929年加入中国共产党，后来因鄂北组织被破坏，从而失掉党的组织关系。

30年代起从事进步的戏剧活动和文学活动。1931年入武昌中华大学中文系。1933年参加秋声剧社任社长。1935年退学到武昌安徽中学任教，这时在报刊上发表文艺论文，组织拓荒剧团，创作了一些较有影响的独幕剧。其中《阿银姑娘》序曲歌词《五月的鲜花》歌颂抗日志士，表现民族觉醒，流传甚广。1935年在武汉发表歌颂抗日志士、反对卖国投降的歌词《五月的鲜花》，歌中唱道：“五月的鲜花开遍了原野/鲜花掩盖着志士的鲜血/为了挽救这垂危的民族/他们曾顽强地抗战不歇……”由阎述诗谱曲后，以其深怀忧患与悲愤体现浓郁深沉的抒情气息在抗日救亡活动中广泛传唱。1936年到上海从事抗日救亡活动。

1937年重新加入中国共产党。1938年，他的《街头剧创作集》出版。

1939年1月，率领抗敌演剧第三诗《黄河大合唱》。经人民音乐家冼星海谱曲后，4月在延安首次上演，此后在国各地广泛传唱，受到抗日军民的热烈欢迎。这组诗，雄健磅礴，深沉浑厚，是中华民族抵御外敌的英雄诗篇，也是抗日战争时代现实的悲壮图画。反映了人民空前的觉醒，表现出强烈的民族气节和不屈服的斗争精神。在艺术上，全诗构思完整，布局讲究，以黄河这一中华民族的象征为贯穿形象，熔铸了澎湃的激情，使全诗呈现出强大的力度。同时由于诗人从中国传统诗词表现手法上吸收借鉴，组诗节奏明快，语言凝练。

抗战爆发后，光未然到武汉、鄂北等地进行抗日宣传。1938年率抗敌演剧团第三队活动在晋西一带。1939年到延安，同年创作组诗《黄河大合唱》，作品以黄河象征中华民族的性格和人民的命运，展现了抗日战争的悲壮画面，表现了中国人民的英雄气概。组诗气势磅礴，经冼星海谱曲，在人民当中广为传唱。不久赴重庆开展文化工作。1940年创作长篇叙事诗《屈原》。皖南事变后赴缅甸主编《新知周刊》，组织华侨青年战时工作队。1942年回昆明，任北门出版社和《民主曾刊》编辑。1944年搜集整理彝族民间叙事长诗《阿细的先鸡》，是整理我国少数民族文学遗产的一项开拓性工作。

1944年光未然在云南与李公朴、闻一多一道从事民主运动和诗歌朗诵活动。

1945年10月，受到国民党政府的迫害，离开昆明。次年由北平进入华北解放区，先后在北方大学艺术学院、华北大学文艺学院主持教学工作。中华人民共和国成立以后，光未然一直在北京从事文艺活动。先后担任《剧本》《文艺报》《人民文学》主编，以张光年署名写了大量的文学、艺术评论。这些文章立论严谨、文风洒脱，勇于面对重大的文艺现象发表意见，先后就历史剧、神话剧中的反历史主义的倾向问题，戏曲遗产中的现代主义现实主义等问题撰文论述，同时对新诗创作问题积极探讨，以自己的创作实践和理论研究，推动了中国新诗的创作繁荣。光未然的诗激情澎湃，气势雄伟，善于以华美的形象包蕴艰难突进的大时代的激流。

光未然曾任中国作家协会书记处书记、中国作家协会党组书记。并被选为第三、第五届全国人民代表大会代表，中国共产党中央顾问委员会委员、中国作家协会副主席。于2002年1月28日16时15分在北京逝世，享年89岁。

1939年诗人到延安后，又创作了篇幅与规模更大的组诗《黄河大合唱》。《黄河大合唱》共有八个乐章，分别是：《黄河船夫曲》《黄河颂》《黄河之水天上来》《黄河对口曲》《黄水谣》《黄河怨》《保卫黄河》《怒吼吧，黄河》。诗中雄奇的想像与现实图景交织在一起，组成一幅壮阔的历史画卷，歌唱苦难与抗争，刻画黄河的形象，反映中华民族英雄儿女抗战的真实场面。经冼星海谱曲后风行全国。冼星海称赞它“充满美，充满写实、愤恨、悲壮的情绪，使一般没有渡过黄河的人和到过黄河的人都有一种同感。在歌词本身已尽量描写出数千年来伟大的黄河的历史了”。