Nicolás Cristóbal Guillén Batista nació el 10 de julio de 1902, en Camagüey, capital de la provincia cubana del mismo nombre, hijo del periodista Nicolás Guillén Urra y de su esposa Argelia Batista Arrieta, ambos mulatos.
En Camagüey recibió la educación primaria de la época, profundamente marcada por el catolicismo.A los 15 años pierde a su padre, asesinado por soldados del régimen conservador durante las contiendas de la guerra civil de 1917, y ello significó la ruina económica de la familia.
A los 16 años aprendió el oficio de tipógrafo y consiguió trabajo como tal en el periódico El Nacional. Terminó sus estudios de bachillerato alrededor de 1919 y comenzó a publicar sus versos en 1920 en la revista local
"Camagüey Gráfico". Colaboró con revistas como Camagüey Gráfico, en su ciudad natal, y en Orto, de Manzanillo. En 1922 conformó un
volumen de poesía, "Cerebro y corazón", marcado por la estética del modernismo, pero no llegó a publicarlo en ese momento, sólo se conocieron cuando, cerca de 50 años más tarde aparecieron sus Obras completas.
También en 1922 comenzó a estudiar Derecho en la Universidad de La Habana, cuyas aulas abandonó luego de dos años, debido a problemas económicos y desencantado por la situación deprimente de ese centro de estudios, impresión que dejó reflejada en un poema, "Al margen de mis libros de estudio". Durante ese tiempo trabajó como periodista en el diario "Las Dos Repúblicas".
Esta temprana actividad literaria le permitió ser incluido en la compilación "Poetas jóvenes de Cuba", que realizó el director de Castalia, Paulino G. Báez en 1923.
Al regresar a Camagüey, Guillén organizó y dirigió la revista "Lys". En Camagüey se desempeñó en diversos oficios, entre ellos el de corrector de pruebas en el periódico "El Camagüeyano", y luego el de redactor de mesa en ese mismo diario. Allí estuvo a cargo de una sección, "Pisto Manchego", en la que el joven periodista mezcló temas de actualidad nacional o mundial con el anuncio de productos comerciales. También fue empleado del Ayuntamiento de Camagüey.
En 1926, regresó a La Habana. A través de algunas amistades, consiguió un trabajo en la Secretaría de Gobernación como mecanógrafo. Allí, en La Habana conoció a Federico García Lorca quien había sido invitado por Fernando Ortiz a impartir unas conferencias. En esa época conoció también al gran poeta negro norteamericano Langston
Hughes, cuya amistad e influencia serían sumamente importantes para Guillén.
En 1931, publicó, gracias a haber ganado un premio de lotería, "Sóngoro cosongo"; poemas mulatos, un libro de mayor estatura artística y de vocación reflexiva sobre la cultura cubana.
En 1934 se produjo en Cuba el golpe militar del jefe del ejército, Coronel Fulgencio Batista Zaldívar. En este año, su nuevo poemario, West Indies, Ltd., da cuenta de su crecimiento intelectual, que lo orienta hacia
posiciones cada vez más críticas sobre el desequilibrio social y económico de su país. En 1936 Guillén se incorporó al grupo de redacción de la revista Mediodía.
Viajó a México el 19 de enero de 1937, para participar en el congreso organizado por la Liga de Escritores y Artistas Revolucionarios de México. Esto le permitió vincularse con artistas como Silvestre Revueltas, José Mancisidor, Diego Rivera, Alfaro Siqueiros, y otros. En esta época publicó un poemario de fuerte entonación popular, "Cantos para soldados y sones para turistas", con prólogo de Juan Marinello. También publicó en México su poema "España. Poema en cuatro angustias y una esperanza".
Viaja a España en 1937, para participar en el II Congreso Internacional de Escritores para la Defensa de la Cultura, en Barcelona, Valencia y Madrid. En ese país, en plena guerra civil antifascista, se vinculó con lo más destacado de la intelectualidad española, y allí Manuel Altolaguirre edita su libro, "España, Poema en cuatro angustias y una esperanza". Conmovido por cuanto ve y experimenta en la España de la guerra civil, Guillén ingresó al Partido Comunista, en el cual militó hasta su muerte. En España, tuvo la oportunidad de relacionarse con Antonio Machado, Miguel Hernández, Pablo Neruda, Ilya Ehrenburg, Rafael Alberti, César Vallejo, León Felipe, Juan Chabás, Octavio Paz, Tristán Tzara, Anna Seghers, y reanudó trato con Ernest Hemingway, a quien conoció en Cuba.
Al volver a Cuba, acompañado por León Felipe, su situación no es fácil, entre otras razones porque el Partido Comunista se hallaba en plena ilegalidad y por la inestabilidad económica y política del país. En 1940, Guillén se presentó, sin éxito, como candidato a las elecciones para alcalde de la ciudad de Camagüey, por el Partido Unión Revolucionaria Comunista.
Entre 1939 a 1941 el poeta tuvo que consagrar buena parte de su tiempo a una intensa labor política y cultural,
en el equipamiento del periódico "Hoy", así como en tareas del Frente Nacional Antifascista, del cual era dirigente.
En 1942, el poeta Jacques Roumain, Director del Instituto de Etnología de Haití, lo invitó a ese país, al cual viajó como enviado cultural del gobierno cubano, como delegado del Frente Nacional Antifascista y como redactor del periódico "Hoy". En marzo de 1944, fundó la revista cultural "Gaceta del Caribe", con José Antonio Portuondo, Mirta Aguirre, y Ángel Augier.
El 19 de noviembre de 1945, inició una gira de tres años por América del Sur, visitó Venezuela, Colombia, Perú, Chile, Argentina, Uruguay, Brasil. En 1947 publicó en Buenos Aires "El son entero".

Al volver a Cuba fué detenido y llevado a un grotesco juicio en el que se lo acusaba de subversión a causa de las sátiras políticas que publicaba en el diario "Hoy" y en las que denunciaba, con humor e ironía, hechos y personajes concretos de la actualidad nacional e internacional. Finalmente fué absuelto junto a los demás colaboradores del diario, pero el periódico es clausurado por el gobierno. En 1951 publicó su Elegía a Jesús Menéndez, en homenaje al líder obrero cubano, con quien había mantenido amistad y colaboración. Ese año participó en el Consejo Mundial por la Paz, en Praga y en Viena. Al año siguiente, viajó a la Unión Soviética, a la República Popular China y a Mongolia. Escribió en Cuba sus "Coplas de Juan Descalzo" y publicó su "Elegía cubana". En 1954 participó en Estocolmo del Congreso de la Paz, y
recibió el Premio Lenin de la Paz. En 1956 viajó a París, Bucarest, Varsovia, Budapest, Praga, Bruselas.
En 1959, el triunfo de la Revolución Cubana lo sorprendió en Buenos Aires, donde se ha publicado recientemente "La paloma de vuelo popular". De inmediato, regresó a Cuba. En el año 1961 se realizó en La
Habana el Congreso en el que se fundó la Unión de Escritores y Artistas de Cuba (UNEAC), de la que resultó
electo Presidente, cargo que mantuvo hasta su muerte.
Como Presidente de la UNEAC, tuvo una participación directa y sistemática en toda la vida artística y cultural de Cuba. En 1962 publicó "Prosa de prisa", recopilación de sus textos periodísticos, crónicas, comentarios, etc. En 1967 publicó "El gran zoo", y en 1969 "Cuatro canciones para el Che". En 1972 aparecieron "La rueda dentada" y "Diario que a diario". Ese mismo año se le concedió en Roma el premio "Viareggio".
En 1983 recibió el Premio Nacional de Literatura de Cuba. La muerte, después de una larga enfermedad, lo encontró el 17 de julio de 1989.