Cung Trầm Tưởng sinh ngày 28 tháng 2 năm 1932 tại Hà Nội. Năm 15 tuổi (1947), ông bắt đầu làm thơ, và có tập thơ đầu tay tên là Sóng đầu dòng (chưa in).
Năm 1949, ông rời Hà Nội vào Sài Gòn, học tiếp trung học tại trường Chasseloup Laubat (nay là Trường Trung học phổ thông Lê Quý Đôn, Thành phố Hồ Chí Minh).
Năm 1952, sau một năm học đại học, ông sang Pháp du học tại Trường Kỹ sư không quân ở Salon-de-Provence.
Năm 1957, ông tốt nghiệp trở về nước làm trong ngành không quân của Việt Nam Cộng hòa. Trong năm này, hai bài thơ của ông là Mùa thu Pari và Vô đề (thơ trường thiên) xuất hiện trong tuyển tập Đất đứng của nhóm Quan Điểm (gồm Mặc Đỗ, Vũ Khắc Khoan, Nghiêm Xuân Hồng), và đã làm người đọc chú ý.
Năm 1958, ông đứng ra chủ trương tờ Văn nghệ mới và cộng tác thường xuyên cho các tạp chí Sáng tạo, Hiện đại, Nghệ thuật, Văn, Khởi hành...
Trong khoảng thời gian này, nhạc sĩ Phạm Duy đã phổ nhạc một số bài thơ của ông, đó là bài Mùa thu Paris, Chưa bao giờ buồn thế (Phạm Duy đổi tên thành Tiễn em), Bên ni bên nớ, Khoác kín (Phạm Duy đổi tên thành Chiều đông), Kiếp sau, Về đây...[1]
Năm 1962, ông sang Hoa Kỳ học về khí tượng, đậu Tiến sĩ khí tượng học tại Đại học Saint Louis. Sau đó, ông trở về Sài Gòn tiếp tục làm trong ngành không quân với cấp bực cuối cùng là Trung tá (1975).
Năm 1993, ông sang Hoa Kỳ định cư.
Tác phẩm của Cung Trầm Tưởng đã in:
Tình ca (Nxb. Công đàn, Sài Gòn, 1959)
Lục bát Cung Trầm Tưởng (Nxb. Con đuông, Sài Gòn, 1970)
Lời viết hai tay (Nxb.Imn, Bonn, 1994)
Bài ca níu quan tài (tác giả tự xuất bản, Minnesota, Hoa Kỳ, 2001)
Theo nhà nghiên cứu Thụy Khuê thì thơ Cung Trầm Tưởng thường có giọng buồn. Nhưng là giọng buồn nguyên thủy, gợi nỗi cô đơn hiện sinh, khi con người nhận thức lại chính mình..
"Bù em một tháng trời gần
Đơm hoa kết mộng cũng ngần ấy thôi
Bù em góp núi chung đồi
Thiêu nương đốt lá cũng rồi hoang sơ.
Bù em xuôi có ngàn thơ
Vẫn nghe trắc trở bên bờ sông thương
Quên thôi, bông sẽ phai hường
Mà xưa tiếng gọi nghe dường thiên thu
Non sông bóng mẹ sầu u
Mòn trong ngưỡng cửa, chiều lu mái sầu.
Thôi em xanh mắt bồ câu,
Vàng tơ sợi nhỏ xin hầu kiếp sau... "