Theo hồ sơ ứng cử đại biểu Quốc hội Khóa I, đồng chí Dương Bạch Mai sinh năm 1904 ở xã Long Mỹ, huyện Đất Đỏ, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu trong một gia đình giàu có. Ông nội là một địa chủ lớn, bố là Thư ký Tòa Thống đốc Nam Kỳ. Lúc nhỏ, ông học ở quê nhà. Lớn lên, ông theo cha lên Sài Gòn và vào học tại Trường Cao đẳng Thương mại Đông Dương.
Năm 1934, ông tốt nghiệp và xin vào làm việc tại một xí nghiệp in. Làm được một thời gian ông xin thôi và sang Pháp du học. Thời gian học ở Pháp, ông tham gia các phong trào yêu nước của sinh viên, tham gia tổ chức An Nam độc lập do một số nhà yêu nước Việt Nam sáng lập với sự giúp đỡ của Đảng Cộng sản Pháp... Thấy Đảng Cộng sản Pháp ủng hộ mạnh mẽ phong trào giải phóng dân tộc, ông tham gia Đảng Cộng sản Pháp và cùng ông Nguyễn Văn Tạo ở trong nhóm nghiên cứu chính sách về Việt Nam.
Sau khi Tạ Thu Thâu thay Nguyễn Thế Truyền làm lãnh tụ và đổi tên Đảng từ "An Nam độc lập" thành "Việt Nam Độc lập Đảng", thì nội bộ Đảng bị phân hóa thành hai nhóm: Cộng sản quốc tế và Dân tộc cực hữu dẫn đến cuộc xô xát đẫm máu. Ông bị thực dân Pháp bắt giam.
Năm 1929, ông được Đảng Cộng sản Pháp giới thiệu sang Moscow để liên lạc với Đảng Cộng sản Liên Xô và được bố trí vào học tại Trường Đại học Phương Đông cùng các đồng chí Hà Huy Tập, Bùi Văn Thủ, Trần Ngọc Danh. Tốt nghiệp Đại học Phương Đông, ông trở lại Pháp làm công chức và tham gia hoạt động trong Đảng Cộng sản Pháp.
Năm 1933, ông trở về nước và tham gia các hoạt động yêu nước tại Sài Gòn do Hội Phản đế Liên minh triển khai nhằm tập hợp tất cả các lực lượng phản đế toàn Đông Dương. Ông tích cực truyền bá chủ nghĩa Mác - Lênin trong các tổ chức của Đảng Cộng sản Đông Dương, các thành viên của Hội Phản đế Liên minh.
Năm 1936, theo chủ trương của Đảng, ông nhân danh Mặt trận vô sản thống nhất ra ứng cử vào Hội đồng thành phố và đắc cử. Với cương vị Ủy viên Hội đồng thành phố, ông có những phát biểu, tham luận nhằm tuyên truyền chủ trương chỉ đạo chiến lược của Đảng trong tình hình mới, tập trung đấu tranh chống chế độ phản động thuộc địa, chống phát xít và chiến tranh, đòi tự do, dân chủ, cơm áo và hòa bình. Những tham luận của ông đã gây tiếng vang lớn trong giới báo chí và tầng lớp trí thức. Ông lên án và phản đối những chính sách hà khắc của thực dân Pháp khiến bọn thực dân căm ghét và tìm mọi cách ám hại ông.
Cũng vào thời gian này, tờ báo La Lutte (Đấu tranh) đăng lời kêu gọi “Tiến tới một cuộc Đại hội Đông Dương” của nhà trí thức cách mạng Nguyễn An Ninh. Sáng kiến này bắt nguồn từ một thực tế là Mặt trận Nhân dân Pháp đã giành được chính quyền với bản Hiến chương hành động, trong đó nêu rõ việc thành lập một Ủy ban của Nghị viện Pháp để điều tra tình hình chính trị và kinh tế ở các nước thuộc địa, trong đó có An Nam.
Sáng kiến trên được Đảng Cộng sản Đông Dương hưởng ứng và cử một số đồng chí làm nòng cốt do đồng chí Dương Bạch Mai phụ trách đứng ra thành lập Ban Vận động Đông Dương Đại hội nhằm tập hợp, liên kết các lực lượng yêu nước cùng những người cộng sản thành một khối thống nhất chống thực dân Pháp vì mục tiêu dân sinh, dân chủ.
Với khẩu hiệu “Vì cuộc sống của người dân. Vì dân chủ cho mọi người”, ngày 13.8.1936, Ủy ban Lâm thời gồm 19 đại biểu được Đại hội cử ra, trong đó có 3 đảng viên Cộng sản do Dương Bạch Mai phụ trách. Trong các năm 1936 - 1939, Đông Dương Đại hội phát triển nhanh chóng, lan rộng ra toàn quốc. Riêng ở Nam Kỳ đã có tới trên 600 Ủy ban hành động được thành lập, gần một nửa có trụ sở công khai, phần lớn là do những người cộng sản chỉ đạo.
Cuộc vận động dân chủ, mà mở đầu là bằng Đông Dương Đại hội được Đảng ta đánh giá là cuộc tập dượt thứ hai, chuẩn bị cho cuộc Cách mạng tháng Tám năm 1945.
Lo sợ trước phong trào lớn mạnh của quần chúng Nhân dân lao động, thực dân Pháp ra lệnh giải tán các Ủy ban hành động, đàn áp phong trào Đông Dương Đại hội. Chúng bắt đồng chí Dương Bạch Mai, đưa ra tòa xử án với tội danh “Cộng sản làm loạn” và cưỡng bức đồng chí lưu trú ở Cần Thơ. Đồng chí đã tuyệt thực, phản đối chính sách đàn áp dã man của thực dân Pháp ở xứ Đông Dương, gây xôn xao dư luận tiến bộ cả ở trong nước lẫn ở Pháp.
Nhiều cuộc đấu tranh, biểu tình nổ ra. Cuối cùng nhà cầm quyền buộc phải trả tự do cho đồng chí.
Năm 1939, chiến tranh thế giới lần thứ 2 bùng nổ. Vin vào tình trạng chiến tranh, thực dân Pháp lại bắt đồng chí và đầy ra Côn Đảo.
Sống ở địa ngục trần gian với những đòn thù dã man, đồng chí giữ vững khí tiết của người cách mạng. Khác với một số anh em khác có tư tưởng nằm im, chờ thời, Dương Bạch Mai cùng nhiều đồng chí khác vẫn kiên cường đấu tranh, tham gia dạy văn hóa và chủ nghĩa Mác - Lênin cho anh em mình.
Năm 1943, đồng chí Dương Bạch Mai được trả tự do, trở về đất liền, nhưng vẫn bị quản thúc tại Tân Uyên thuộc Bình Dương ngày nay. Ông đã tìm cách trốn về Sài Gòn, bắt liên lạc với tổ chức và tham gia Xứ ủy Nam Kỳ. Được Xứ ủy phân công phụ trách Đồng Nai và Bà Rịa - Vũng Tàu, đồng chí đã nhiều lần đến các địa phương trên để tuyên truyền về Chương trình, Điều lệ của Mặt trận Việt Minh, vận động “sĩ, nông, công, thương binh, phú hào yêu nước, phụ lão thương nòi” hưởng ứng Lời kêu gọi của lãnh tụ Nguyễn Ái Quốc “cùng nhau đoàn kết đặt quyền lợi dân tộc cao hơn hết, quyết đánh đổ đế quốc và Việt gian cứu giống nòi ra khỏi nước sâu, lửa nóng”.
Để chuẩn bị cho Tổng khởi nghĩa giành chính quyền, đồng chí đã nhiều lần về Bà Rịa, Long Điền móc nối, tập hợp các đảng viên cũ ở địa phương thành lập lại chi bộ, chỉ đạo hoạt động của lực lượng thanh niên tiền phong sẵn sàng vùng lên giành chính quyền.
Tại Vũng Tàu, đồng chí Dương Bạch Mai đề xuất việc thành lập Thanh niên cứu quốc. Năm 1945, theo sự chỉ đạo của đồng chí, Quốc gia tự vệ quốc được giao nhiệm vụ diệt trừ một số tên phản động, tay sai bán nước.
Từ ngày 17 đến 25.8.1945, Xứ ủy Nam Kỳ họp tại Chợ Đệm để quyết định những vấn đề quan trọng, trong đó mấu chốt là đưa Mặt trận Việt Minh ra hoạt động công khai, quyết định việc cướp chính quyền ở Tân An làm điểm, khẩn trương chuẩn bị cướp chính quyền ở Sài Gòn và các tỉnh. Xứ ủy phân công đồng chí Dương Bạch Mai về Bà Rịa - Vũng Tàu truyền đạt Nghị quyết của Xứ ủy và trực tiếp chỉ đạo cuộc khởi nghĩa ở Bà Rịa - Vũng Tàu.
Hưởng ứng Lời kêu gọi của Ủy ban khởi nghĩa, hơn 4.000 đồng bào Vũng Tàu đại diện cho lực lượng đã tham gia khởi nghĩa tập trung ở Sân vận động Lam Sơn chào mừng thắng lợi của cuộc khởi nghĩa. Đồng chí Dương Bạch Mai - đại diện Xứ ủy Nam Kỳ phụ trách Quốc gia tự vệ cuộc trong Ủy ban hành chính lâm thời Nam bộ kiêm Thanh tra chính trị miền Đông đã long trọng tuyên bố: “Từ giờ phút này, chính quyền đã thực sự về tay nhân dân”.
Ngày 6.1.1946, cuộc Tổng Tuyển cử đầu tiên của dân tộc được tiến hành. Đồng chí Dương Bạch Mai trúng cử đại biểu Quốc hội tại Bà Rịa. Cũng trong năm đó, ông được cử làm thành viên của Phái đoàn nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa dự Hội nghị trù bị tại Đà Lạt để đàm phán với Pháp về vấn đề độc lập, chủ quyền của Việt Nam. Sau Hội nghị trù bị Đà Lạt, ông tiếp tục được cử đi dự Hội nghị Fontainebleau ở Pháp và được Chủ tịch Hồ Chí Minh chỉ định làm Trưởng đoàn, đại diện Chính phủ nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa tại Pháp.
Thực dân Pháp phản bội tạm ước 14.9.1946. Chúng bắt ông và đưa về giam tại nhà lao Kon Tum. Ngày 14.7.1949, ông được một đơn vị tình báo giải thoát. Thực dân Pháp đưa ra giải thưởng 5 nghìn Franc cho ai bắt hoặc chặt đầu người đã giải thoát cho Dương Bạch Mai.
Thoát khỏi ngục tù, đồng chí được Trung ương điều ra Việt Bắc nhận nhiệm vụ Phó ban Mặt trận của Đảng giúp việc cho Trưởng ban Hoàng Quốc Việt - Ủy viên Thường vụ Trung ương kiêm Trưởng ban Mặt trận. Đồng chí được cử thay mặt Ban Mặt trận tham gia vào cơ quan lãnh đạo của Mặt trận Liên Việt.
Sau 9 năm kháng chiến trường kỳ và cực kỳ gian khổ, Nhân dân ta đã đánh thắng thực dân Pháp bằng chiến dịch Điện Biên Phủ. Hiệp định Geneva được ký kết. Đất nước tạm thời bị chia cắt làm hai miền. Nhiệm vụ cách mạng đã thay đổi. Mặt trận Liên Việt đã hoàn thành vẻ vang sứ mệnh lịch sử của mình. Đảng cần có một tổ chức Mặt trận mới phù hợp với tình hình mới nhằm thu hút tất cả mọi tổ chức và cá nhân yêu nước và tiến bộ, nhất là những người ở vùng mới giải phóng. Đồng chí Dương Bạch Mai được Đảng cử vào Ban Vận động.
Từ ngày 5 đến 10.9.1955, Đại hội Mặt trận thống nhất Việt Nam đã họp tại Hà Nội, quyết định lấy tên là Mặt trận Tổ quốc Việt Nam. Đồng chí Dương Bạch Mai được cử vào Ban Thư ký của Ủy ban Trung ương Mặt trận Tổ quốc Việt Nam với tư cách Ủy viên Thư ký không chuyên trách.
Tuy tuổi chưa cao, song sức yếu và nhiều bệnh, ông đã đột quỵ ngay trong ngày họp cuối cùng của Kỳ họp thứ Tám, Quốc hội Khóa II, ngày 4.4.1964, thọ 60 tuổi.
