مصطفی چمران در سال ۱۳۱۰ خورشیدی در خیابان پانزده خرداد تهران، بازار آهنگرها، محله سرپولک به دنیا آمد. او فرزند حسن چمران ساوجی بود که از روستای چمران ساوه به تهران مهاجرت کرد.

وی تحصیلات ابتدایی خود را در مدرسه انتصاریه، نزدیک پامنار، گذراند و دوران متوسطه را در دارالفنون و البرز طی کرد. به سال ۱۳۳۲ با رتبه ۱۵ در رشته الکترومکانیک دانشکده فنی دانشگاه تهران پذیرفته شد. او در تمام دوران تحصیل جزو شاگردان ممتاز بود. سپس با دریافت بورس تحصیلی به دانشگاه تگزاس ای اند ام آمریکا رفت و درجه کارشناسی ارشد را در رشته مهندسی برق کسب نمود. سپس برای اخذ درجه دکتری در رشته پلاسما فیزیک به دانشگاه برکلی ایالت کالیفرنیا رفت و در آنجا نیز درخشید به گونه‌ای که پایان‌نامه او مرجع ۲ مقاله علمی در زمینه پلاسما فیزیک شد.

او در کنار زبان فارسی به زبان‌های عربی، ترکی، فرانسوی، انگلیسی و آلمانی مسلط بود و در کنار دانش، به هنر نیز توجه داشت.

مصطفی چمران از سن پانزده سالگی در جلسه های تفسیر قرآن سید محمود علایی طالقانی حاضر می شد؛ وی همچنین در درس های فلسفه و منطق مرتضی مطهری و در دیگر جلسات نیز حضور پیدا می کرد. وی از نخستین اعضای انجمن اسلامی دانشجویان دانشگاه تهران بود. در مبارزات سیاسی دوران مصدق، از دوره چهاردهم مجلس شورای ملی تا ملی شدن صنعت نفت شرکت فعال داشت.

برای اولین بار انجمن اسلامی دانشجویان آمریکا را پایه‌ریزی کرد و از مؤسسین انجمن اسلامی دانشجویان ایرانی در کالیفرنیا بود.

چمران پس از اتمام تحصیلات و پس از تظاهرات پانزده خرداد رهسپار مصر شد و به تأسیس اولین پایگاه آموزش جنگ‌های مسلحانه پرداخت. او به مدت دو سال، در زمان جمال عبدالناصر، رئیس‌جمهور مصر، سخت‌ترین دوره‌های چریکی و پارتیزانی را آموخت و به عنوان بهترین شاگرد این دوره شناخته شد.

تأسیس پایگاه چریکی مستقل برای تعلیم مبارزان ایرانی در لبنان، از دیگر اهداف چمران بوده‌است. چمران در لبنان به موسی صدر کمک کرد تا سازمان امل، به عنوان شاخه نظامی، «حرکةالمحرومین» را پایه‌گذاری کند .

با پیروزی انقلاب ۱۳۵۷، در سی ام بهمن همین سال چمران همراه با یک گروه ۹۲ نفره از لبنان به ایران آمد و با آنکه قصد ماندن در ایران را نداشت، به توصیه سید روح‌الله خمینی در وطنش ماندگار شد. در اوایل پیروزی انقلاب، به تربیت اولین گروه از پاسداران انقلاب اسلامی در سعدآباد پرداخت.

چمران پس از حوادث کردستان به تهران احضار شد و از سوی روح‌الله خمینی به سمت وزارت دفاع منصوب شد. او در سمت وزیر دفاع بیش از ۱۲۰۰۰ نفر را از ارتش پاکسازی کرد. وی پس از استعفای دولت موقت، به کار خود در وزارت دفاع ادامه داد. در ۲۰ اردیبهشت ۱۳۵۹ چمران از سوی آیت‌الله خمینی به سمت مشاور شورای عالی دفاع ملی منصوب شد.

با آغاز جنگ ایران و عراق به جبهه جنگ عزیمت نمود و ستاد جنگ‌های نامنظم را بنیان نهاد. چمران در نبردی که برای آزادسازی سوسنگرد درگرفته بود، به هدف منحرف کردن دشمن از آسیب رسانی به رزمندگان همراهش، به همراه دو تن از همراهانش به درگیری با چند تانک و نفربر پرداخت که ماحصل آن فرار نیروهای عراقی از صحنه نبرد بود.

چمران دوباره در تاریخ ۳۱ خرداد ۱۳۶۰ که برای سرکشی، معرفی و توجیه فرمانده جدید محور به منطقه جنگی دهلاویه رفته بود، در خط مقدم نبرد، بر اثر اصابت ترکش خمپاره ۶۰ دشمن از ناحیه پشت سر زخمی شد. کمک‌های اوّلیه بر روی او در بیمارستان سوسنگرد انجام گرفت و آمبولانس به اهواز شتافت ولی پیکر بی‌جان او به اهواز رسید. و در همان تاریخ درگذشت. آرامگاهش در بهشت زهرا قرار دارد . آدرس مزار وی قطعه: ۲۴ ردیف: ۷۱ شماره: ۲۵ و تاریخ دفنش 02/04/1360  است. در قتلگاه او در دهلاویه نیز بنای یادبودی ساخته‌اند. روحش شاد و یادش گرامی باد .