Ông sinh ngày 10/12/1922 tại Cẩm Bình, Hải Dương, mất năm 1991 tại Hà Nội .
Thủa niên thiếu Đỗ nhuận đã từng sống nhiều năm ở Hải Phòng. Năm 14 tuổi ông tự học và biết chơi nhiều nhạc cụ dân tộc. Sau đó được tiếp cận với âm nhạc phương Tây, bằng cách tự học ông chơi được violon, ghita, banjo và biết ký xướng âm.
Năm 1939, ông viết bài Trưng Vương, một bài hát có sức lan toả mạnh lúc bấy giờ. Tiếp đó là Nguyễn Trãi - Phi Khanh ... cũng mang hơi thở của lịch sử. Năm 1943, ông bị thực dân Pháp bắt đi đày ở nhà tù Sơn La. Nhiều bài hát Cách Mạng được Đỗ Nhuận viết ra từ đây như:Chiều tù, Hận Sơn La, tiếng gọi tù nhân, Côn Đảo. Những ngày tháng cuối 1945 đến 1954, Đỗ Nhuận có nhiều bài hát đi vào lịch sử kháng chiến chống Pháp của dân tộc như: Tiếng súng Nam bộ (1946), Bé yêu Bác Hồ, Tiếng hát đầu quân, Áo mùa đông, Tình việt Bắc, Du kích sông thao(1949), Ca ngợi Hồ Chủ Tịch (1951) và đặc biệt là chùm ca khúc về chiến dịch Điện Biên: Hành quân xa (1953), Trên đồi Him Lam (1954) và Chiến thắng Điện Biên (1954) không những mang tính lịch sử mà còn chứa đựng giá trị nghệ thuật cao cả.
1960 đến 1963, ông tu nghiệp tại Nhạc viện Tchaikovsky (Liên Xô cũ ). Về nước, ông là người đầu tiên đặt nền móng cho thể loại nhạc kịch (Opera) Việt Nam, với các vở: Cô Sao (1964), Người tạc tượng (1973), Nguyễn Trãi ở Đông Quan (1981).
Ở lĩnh vực thanh nhạc thời kỳ kháng chiến chống Mĩ và sau này, nhạc sĩ Đỗ Nhuận đã tiếp cận nhiều mảng đề tài của cuộc sống hiện tại để đưa vào ca khúc. Đặc điểm sáng tác của ông trong các tác phẩm đều mang âm hưởng của âm nhạc dân gian. Vì thế, nhiều ca khúc đến nay khi nghe vẫn cảm thấy thân quen gần gũi. Điển hình cho những ca khúc đó là: Việt Nam quê hương tôi, Giặc đến nhà ta phải đánh, Thắm hoa núi rừng, Vui mở đường, Trai anh hùng gái đảm đang, Vui mở đường, Hát mừng các cụ dân quân, Em là thợ quét vôi, Tôi thích thể thao, Đường bốn mùa xuân ...
Lĩnh vực khí nhạc, ông cũng thành công qua một số tác phẩm: Tây Nguyên (tứ tấu đàn dây), Mùa xuân (khúc biến tấu cho flute và piano), Điện Biên (tổ khúc giao hưởng), Dimirtôp (giao hưởng thơ ). Đỗ Nhuận còn là tác giả âm nhạc cho nhiều bộ phim truyện nhựa, phim tài liệu như: Nguyễn Văn Trỗi, Mở đường Trường Sơn...
Các ấn phẩm đã xuất bản: tập ca khúc Chiến thắng Điện Biên Phủ (1961), vở nhạc kịch Người tạc tượng (1973), tập ca khúc Việt Nam quê hương tôi (1977), Tuyển chọn ca khúc Đỗ Nhuận (1994), phim video Đỗ Nhuận người nhạc sĩ của nhân dân (1986) và cuốn hồi ký "Âm thanh cuộc đời" (2003).
Đỗ Nhuận nguyên là tổng thư ký đầu tiên của Hội nhạc sĩ Việt Nam khoá I và khoá II. Với sự cống hiến lớn lao của ông cho nền âm nhạc nước nhà, ông được tặng huân chương Độc lập hạng II. Năm 1996, ông được truy tặng Giải thưởng Hồ Chí Minh về Văn học Nghệ thuật cho các tác phẩm, ca khúc: Nhớ chiến khu, Du kích sông thao, Hành quân xa, Giải phóng Điện Biên, Việt Nam quê hương tôi, Trai anh hùng gái đảm đang.