Trần Phú là con trai thứ tư của ông Trần Văn Phổ, quê ở làng Tùng Ảnh (Đức Thọ - Hà Tĩnh) và bà Hoàng Thị Cát quê ở huyện Nghi Lộc (Nghệ An). Ngày 1/5/1904, Trần Phú được sinh ra tại huyện Tuy An, tỉnh Phú Yên. Năm 1907, ông Phổ được điều động đi làm quan tri huyện ở Đức Phổ, tỉnh Quảng Ngãi.
Năm 1908, hưởng ứng phong trào chống thuế do ông Nguyễn Hằng Chi và Trịnh Khắc Lập lãnh đạo, Nhân dân Trung kỳ đã vùng lên đấu tranh. Cảm thông với nỗi cực khổ của Nhân dân, ông Trần Văn Phổ chống lại lệnh quan trên, không cho binh lính đi đàn áp cuộc đấu tranh chống thuế nên đã bị quở trách. Thấy mình không giúp được gì để giảm nỗi khổ cho dân, ông Phổ đã thắt cổ tự vẫn tại huyện đường, phản đối thực dân Pháp và chứng minh tấm lòng yêu nước, thương dân. Cái chết của ông Phổ đã khích lệ thêm tinh thần đấu tranh của Nhân dân ở các tỉnh Trung kỳ.
Để trả thù ông Trần Văn Phổ và đe dọa những người yêu nước chống lại chế độ bảo hộ của “nước mẹ đại Pháp”, thực dân Pháp đã ra lệnh tịch thu toàn bộ tài sản của gia đình và đuổi mẹ con Trần Phú ra khỏi huyện đường. Trần Phú đã được người dì ruột đem ra Huế nuôi ăn học, nhờ thông minh và chăm chỉ, anh luôn đạt danh hiệu xuất sắc.
Mùa hè năm Nhâm Tuất (1922), Trần Phú thi đậu thủ khoa Thành chung Trường Quốc học Huế. Anh có nguyện vọng nối nghiệp cha làm nghề dạy học nên đã khước từ chốn quan trường. Tháng 9/1922, Trần Phú được bổ nhiệm làm giáo học, dạy lớp nhất tại Trường Tiểu học Pháp - Việt Vinh (còn được gọi là Trường Cao Xuân Dục). Tại ngôi trường do Thượng thư Cao Xuân Dục tài trợ xây dựng, Trần Phú và những trí thức tiến bộ Nghệ Tĩnh luôn nhắc nhau làm theo lời cụ Cao đã dạy: “Mưu lợi ích mười năm không gì bằng trồng cây. Vì lợi ích trăm năm không gì bằng trồng người”.
Thầy Trần Phú dạy lớp nhất năm 18 tuổi, học trò lớp nhất phần lớn ở lứa tuổi từ 16, 17, chỉ kém thầy vài ba tuổi. Trong giờ học, thầy Trần Phú coi các em là học trò nhưng ra ngoài đời, thầy coi học trò như người em. Khi đưa học trò đi dã ngoại hoặc bình văn thơ, thầy coi các em như người thân. Với kiến thức uyên thâm, tình thương và đức độ, thầy Trần Phú đã góp công đào tạo được một lớp học trò có văn hóa, yêu nước, tự trọng, biết tự hào với truyền thống con cháu Lạc Hồng.
Ngày 14/7/1925, những trí thức yêu nước và tù chính trị vượt ngục Côn Đảo về gồm các đồng chí: Lê Huân, Tú Kiên, Trần Phú, Nguyễn Thức Mẫn, Trần Mộng Bạch, Trần Văn Tăng, Tôn Quang Phiệt, Nguyễn Sỹ Sách đã bí mật họp tại núi con Mèo (Bến Thủy), thành lập Hội Phục Việt. Hội đã vận động Nhân dân đấu tranh đòi ân xá cho cụ Phan Bội Châu. Thầy Trần Phú đã hướng dẫn các trò: Nguyễn Thị Minh Khai, Siêu Hải, Trần Thị Liên, Nguyễn Thị Nhuận tụ họp nhau tại nhà thầy Trần Văn Tăng, chọn nhà Siêu Hải để in hàng vạn tờ truyền đơn, kêu gọi Nhân dân đấu tranh. Tháng 3/1926, thầy Trần Phú và tổ chức Hội Phục Việt lại kêu gọi Nhân dân mít tinh tại chùa Diệc truy điệu cụ Phan Chu Trinh.
Để nâng cao dân trí cho mọi tầng lớp dân nghèo, đặc biệt là giai cấp công nhân, thầy Trần Phú đã cùng các giáo viên và học sinh tổ chức mở các lớp học để dạy chữ Quốc ngữ cho công nhân và con em của họ. Nghe theo lời thầy Trần Phú, thanh niên và công nhân các làng Yên Dũng Thượng, Yên Dũng Hạ như: Lê Mao, Lê Viết Thuật, Nguyễn Viết Lục, Nguyễn Lợi, Hoàng Trọng Trì, Nguyễn Phúc, Lê Doãn Sửu, Đinh Văn Đức, Nguyễn Khắc Thiện, Nguyễn Thị Duệ, Nguyễn Thị Bảy, Lê Thị Vi Ninh đã tích cực vận động nhiều người tham gia vào Hội Phục Việt. Thông qua các lớp học chữ Quốc ngữ, anh chị em công nhân đã biết chữ, đọc báo “Thanh niên” do lãnh tụ Nguyễn Ái Quốc viết. Năm 1926, để giữ bí mật và phù hợp với thời cuộc, Trần Phú cùng những người lãnh đạo Hội Phục Việt đã đổi tên Hội Phục Việt thành Hội Hưng Nam và tập hợp được một đội ngũ những người yêu nước gồm các thành phần: trí thức, học sinh, công nhân, thợ thuyền và buôn bán nhỏ, đoàn kết để đấu tranh.
Thầy Trần Phú đã liên kết với những công chức và trí thức có tư tưởng tiến bộ bồi dưỡng tinh thần yêu nước cho các học trò: Nguyễn Mười Uyển, Nguyễn Viết Lục, Hoàng Trọng Trì, Nguyễn Đức Dương, chị em Nguyễn Thị Vĩnh (tức Minh Khai, Quang Thái), Nguyễn Ngọc Ba, anh em Trần Thị Liên, Nguyễn Thị Nhuận, Siêu Hải và hai chị em Nguyễn Thị Phúc, Nguyễn Thị Nhã. Những ngày dẫn học trò đi dã ngoại, tham quan các danh lam thắng cảnh như: núi Hồng, sông Lam, quê cụ Nguyễn Du, thành Lục Niên, thành Vạn An, thầy kể những câu chuyện lịch sử, tiếp thêm tinh thần yêu nước, căm thù giặc cho học trò xứ Nghệ.
Giữa năm 1926, đồng chí Lê Duy Điếm từ Quảng Châu (Trung Quốc) được lãnh tụ Nguyễn Ái Quốc cử về nước đưa thanh niên Nghệ Tĩnh sang Trung Quốc dự lớp huấn luyện chính trị đặc biệt. Hội Hưng Nam đã cử Trần Phú, Nguyễn Ngọc Ba sang Quảng Châu (Trung Quốc). Sau khi được dự lớp huấn luyện chính trị đặc biệt do lãnh tụ Nguyễn Ái Quốc trực tiếp giảng dạy, Trần Phú đã chuyển hẳn từ chủ nghĩa yêu nước sang chủ nghĩa cộng sản, theo học thuyết Mác - Lê-nin và lãnh tụ Nguyễn Ái Quốc.
Hoàn thành khóa tập huấn, Trần Phú được Nguyễn Ái Quốc giao nhiệm vụ trở về Nghệ An, cùng Nguyễn Sỹ Sách cải tổ hoạt động của Hội Hưng Nam theo con đường Cách mạng tháng Mười Nga. Về đến Vinh, Trần Phú đã bị thực dân Pháp ra lệnh truy bắt. Không để Trần Phú và các thầy giáo sa vào tay giặc, Hội Hưng Nam đã bí mật bố trí thầy Hà Huy Tập vào Sài Gòn hoạt động, đưa Trần Phú trở lại Quảng Châu hoạt động dưới sự lãnh đạo trực tiếp của lãnh tụ Nguyễn Ái Quốc.
Thời gian dạy tại Trường Tiểu học Pháp - Việt Vinh, thầy Trần Phú đã góp phần đào tạo cho quê hương và đất nước một đội ngũ cán bộ tiền bối cốt cán như: Nguyễn Thị Minh Khai, Lê Mao, Lê Viết Thuật, Nguyễn Tiềm, Siêu Hải và nhiều cán bộ cao cấp từ thời kỳ dựng Đảng. Đó là những Ủy viên Trung ương Đảng, Bí thư Xứ ủy Trung kỳ, Bí thư Tỉnh ủy Nghệ An, Hà Tĩnh. Họ đã lãnh đạo Nhân dân đấu tranh, thổi bùng cao trào Xô viết Nghệ Tĩnh 1930-1931. Từ phong trào cách mạng năm 1930, đồng chí Lê Mao đã giúp đồng chí Trần Phú khởi thảo Luận cương Chính trị của Đảng.