出生于书香世家。幼年入私塾读书，稍长，跟随舅父汪仲器学习数学。1902年考入广州“教忠学堂”读书。在此接受了以“中学为体、西学为用”作为教学方针的综合教育。并与同学组织“群智社”，阅读《天演论》、《民约论》和《万法精理》等著作以及《浙江潮》等革命书刊。1904年参加广东官费赴日留学考试，以第一名的成绩进入东京法政大学速成科攻读经济专业。在东京结识了孙中山等革命志士，目睹清政府腐败，萌发了反清革命的思想。1905年7月参加筹建中国同盟会的会议，成为同盟会发起会员。8月20日，同盟会召开成立大会，被选为总部评议员兼书记。担任同盟会机关刊物《民报》的主要撰稿人，从1905年到1908年，发表了一系列政论文章，包括《论满洲虽欲立宪而不能》、《论社会革命当与政治革命并行》、《土地国有与财政》、《心理的国家主义》等，用以阐发孙中山的三民主义，驳斥改良派的反革命谬论，说明清政府是内忧外患的祸根，力主以革命求共和，反对改良主义。1906年初，还发表了《德意志社会革命家列传》一文，片断地介绍了马克思、恩格斯的革命活动、《共产党宣言》中的十大纲领及《资本论》的某些内容，成为中国最早介绍马克思主义学说的革命者之一。是年，由日本归国，先后在广东高等学堂、政法学堂及方言学堂任教。以教员职务为掩护，积极宣传革命，联络爱国分子，并发动民军，准备武装起义。1907至1911年间，革命党在东南沿海发动起义十数次，他“无一不与”，不但参加和策划，还亲自冲锋陷阵。1907年参与刘师复谋炸广东水师提督李准的行动，1908年11月，与赵声在广州策划新军和巡防营起义，还是1910年2月“新军之役”的重要领导人之一。1911年初，同盟会领导人决定集结东南各地之革命精英，发动一次重大起义，他负责联络广州附近各县的绿林、公党分子响应。4月27日，广州起义爆发，他用剪刀剪去长衫下截，手执两枚炸弹，与黄兴率“先锋”队员130人一起勇猛地攻入两广总督衙门，在激战中负伤多处。起义失败后，流亡到香港。武昌起义爆发后，在广东发动民军响应，对促成广东“兵不刃血”而光复，起了重大作用。之后，担任广东军政府总参议，掌理机要，兼管陆军，计划财政，维持治安，改编民军。南北和议达成后，被委为广（州）阳（江）绥靖督办、军政府审计院长、军法处长等，这期间勤奋工作，希望以自己的积极行动，创造一个“廉明”的政府。二次革命失败后，离开广州到上海，嗣被袁世凯通缉，与孙中山一起流亡日本。1914年5月，《民国》杂志在东京创刊，他写了《未来之价值与前进之人》、《无内乱之牺牲》、《暴民政治者何如？》、《革命与心理》、《开明专制》等文章，揭露袁世凯的反革命独裁统治，号召人们捍卫共和。旋奉命返粤，与邓铿策划反袁起义，又主持驱逐龙济发的军事行动。由于所联络的各路民军起义时间不一致，以致失败。此间还往来于广州、香港、澳门及新加坡、马来西亚等地，为宣传革命，筹措经费，组织联络反袁斗争的力量而奔走。1915至1916年，在广州及东莞、阳江、雷州等处，陆续策划了一系列武装起义。1917年7月，担任孙中山大元帅府的军事联络官及机要秘书。1918年5月，随孙中山到上海，协助办理海外侨胞捐款事宜，并担任与福军及陈炯明的联络，准备驱逐窃踞广州的桂系军阀。1919年秋到1920年夏，多次到福建漳州与陈炯明策划，并与在粤的魏邦平、李福林联络，积极从事驱逐桂系军阀的军事活动。此外，还协助孙中山撰写《孙文学说》及《建国方略》，并参加《民国日报》、《建设》杂志的编撰工作，发表抨击军阀统治的文章。十月革命胜利的消息传来后，著文予以热情赞颂，并致力于研究和宣传十月社会主义革命的胜利和经验，认为十月革命的成功，是“以有主义之民意推倒武力”的结果。同时努力学习俄文，准备亲赴俄国考察。“五四”运动爆发后，从进化、发展的观点，肯定这一运动，并赞同新文化运动提倡的民主与科学，支持白话文运动。随之，在新的形势下，探索中国革命面临的新课题，提出了一些接近新的民主主义革命的主张。1920年6月，再次被派赴州漳，敦促粤军陈炯明西进讨伐桂系军阀。旋赴广东联络国民党旧部和民军。在他的策动及民军纷起的压力下，虎门要塞司令丘渭南宣布独立。9月21日，他到虎门调停驻军与东莞民军的冲突，被桂系军阀杀害。为了表彰他对革命的贡献，中国国民党领导人廖仲凯等于1921年10月发起建立“执信学校”（今为广州执信中学），以志纪念。1921年上海建设社出版《朱执信集》，1979年中华书局重印。