Phạm Tất Đắc sinh ngày 15 tháng 2 năm 1909, quê ở làng Dũng Kim, tổng Công Xá, huyện Nam Xương, phủ Lý Nhân (nay thuộc xã Hợp Lý, huyện Lý Nhân), tỉnh Hà Nam.
Cha ông là Phạm Văn Mười, một thông phán làm việc ở Nhà in Viễn Đông tại Hà Nội. Do điều kiện gia đình, ông được ăn học đầy đủ và tốt nghiệp bằng Sơ đẳng tiểu học Pháp-Việt. Năm 1923, ông vào học bậc Thành chung ở trường Bảo hộ.
Năm 1926, ông tham gia kêu gọi việc bãi khóa để đưa tang nhà chí sĩ Phan Châu Trinh. Nhân sự việc này, ông sáng tác tập thơ Chiêu hồn nước, gồm 198 câu song thất lục bát, với lời lẽ thống thiết dấy lên lòng yêu nước của người Việt trước cảnh nước nhà bị người Pháp đô hộ. Hoạt động nhuốm màu dân tộc chủ nghĩa của ông khiến ông bị đuổi học và bị chính phủ Bảo hộ theo dõi.
Năm 1927, nhân việc nhiều nhân sĩ trí thức để tang chí sĩ Lương Văn Can – người sáng lập trường Đông Kinh Nghĩa thục, ông cho phát hành tập thơ Chiêu hồn nước, được giới học sinh, sinh viên đón nhận. Tập thơ bị chính quyền bảo hộ Pháp ra lệnh tịch thu và nghiêm cấm lưu hành. Phạm Tất Đắc bị bắt và bị kết tội tuyên truyền “vận động có tánh chất làm rối sự an ninh công cộng và gây ra những sự rối loạn trầm trọng”, cùng với Lê Cương Đồng bị đưa ra xử ở Hà Nội ngày 15 tháng 6 năm 1927.
Khi tòa án cho gọi cha ông là cụ Phạm Văn Mười ra chất vấn về tội không biết dạy con, để con làm loạn, cha ông khảng khái trả lời: “Con tôi lúc ở nhà, quyền dạy dỗ thuộc về tôi. Nay đi học trường Chính phủ Bảo hộ thì việc nó làm Chính phủ phải chịu. Chính phủ đã nhận việc giáo dục nó, sao lại hỏi đến tôi?”.
Do mới 17 tuổi, chưa đến tuổi chịu trách nhiệm trước pháp luật, nên tòa án quyết định giam ông vào nhà trừng giới cho đến tuổi trưởng thành. Trên thực tế, ông bị đem giam ở trại giáo hóa Trị Cụ ở thượng du (nay thuộc xã Ngọc Vân, huyện Tân Yên, tỉnh Bắc Giang). Ở đây ông tiếp tục tuyên truyền chống Pháp và đứng ra tổ chức đánh giám thị nên lại bị đưa về giam ở nhà pha Hỏa Lò (Hà Nội), mãi đến năm 1930 mới được tha.
Vì bị giam lâu năm nên ông hay bệnh. Ông mất ngày 24 tháng 4 năm 1935 tại Hà Nội, khi mới 26 tuổi.
Tên của Phạm Tất Đắc được đặt cho đường phố tại thị trấn Vĩnh Trụ, huyện Lý Nhân và tại Phủ Lý, Hà Nam.