Nació en la ciudad cubana de la Habana, el 25 de marzo de 1903. Estudió la primera enseñanza en los Estados Unidos. De regreso a Cuba hizo el bachillerato. En 1921 ingresó en las facultades de Derecho y, Filosofía y Letras de la Universidad de la Habana. En Mella se verifica puntualmente de forma singular, algo que constituye una regularidad del pensamiento cubano en este siglo: la asunción del marxismo y el leninismo a partir de una inicial formación que se alimenta del pensamiento martiano y de la tradición de lucha del pueblo cubano. Desde los primeros momentos comprendió la necesidad de rescatar las raíces de esa tradición histórica, fundamentalmente el ideario democrático, revolucionario, antiimperialista y nacional liberador, de José Martí.
En 1923 encabezó la reforma universitaria y fundó la Federación de Estudiantes Universitarios (FEU), así como la revista “Juventud”. Creó la Universidad Popular José Martí, institución paralela a la universidad formal, la que tuvo el papel de propagar la cultura libre, «no la hipócrita y oficial» a sectores imposibilitados de acudir a la Universidad por requisitos meramente económicos, como es el caso de los obreros. En 1925 publicó su trabajo “Cuba”, un pueblo que jamás ha sido libre. Ese mismo año creó junto a otros revolucionarios “La Liga Antiimperialista de la América”. El consejo de disciplina de la Universidad ordenó su expulsión temporal del centro. Mella envió a las autoridades su enérgica protesta. El 27 de noviembre fue detenido por la policía de la dictadura de Machado y enviado a la cárcel. Entonces sostendría su histórica huelga de hambre. En enero de 1926 parte en exilio hacia México. Publicó sus Glosas al pensamiento de José Martí. En 1927 asistió al Congreso Mundial contra la Opresión Colonial y el Imperialismo, en Bruselas, Bélgica. En 1928 se matricula en Derecho, en la Universidad Nacional de México, y funda la Asociación de Estudiantes Proletarios. Colabora con el diario ¨El Machete¨ y otras publicaciones. El 10 de enero de 1929, a la edad de 25 años, víctima de la persecución de los agentes del dictador Machado, cayó herido mortalmente en Ciudad de México falleciendo al día siguiente.