صادق قطب‌زاده در ۴ اسفند ۱۳۱۴ در اصفهان به دنیا آمد. پدر وی تاجر الوار بود. وی تحصیلات مقدماتی را در مدرسهٔ دارالفنون گذراند. قطب‌زاده که در جوانی شاهد کودتای ۲۸ مرداد بود، به جرگه پشتیبانان مصدق و جبهه مخالفان محمدرضا شاه پهلوی پیوست.

در سال ۱۳۳۷ برای ادامه تحصیل در رشته زبان انگلیسی به ایالات متحده رفت. هنگامی که در آمریکا دانشجوی دانشگاه جورج‌تاون در واشینگتن بود، در میهمانی سفارت ایران به اردشیر زاهدی، سفیر ایران در آمریکا، سیلی زد و پس از آن از ایالات متحده آمریکا اخراج و مقیم کانادا شد. پس از لغو اقامت در آمریکا وی به الجزایر، مصر، سوریه و نهایتاً به عراق رفت، جایی که او خمینی را در سال ۱۳۴۲ ملاقات کرد. در همان سال قطب‌زاده همراه با مصطفی چمران و ابراهیم یزدی دیداری با مقام‌های مصری داشت تا برای پایه‌گذاری یک حرکت ضد شاه همکاری کنند. چمران به عنوان مسئول شاخه نظامی این حرکت برگزیده شد. در این دوره قطب زاده در لبنان همراه با عده دیگر از ایرانی ها و فلسطینی ها آموزش‌های نظامی دید. وی همچنین پیوند نزدیکی با سید موسی صدر، رهبر شیعیان لبنان پیدا کرد.

صادق قط اده در سال ۱۳۴۸ از دانشگاهی در شهر نلسون کانادا فارغ‌التحصیل شد و سپس با یک گذرنامه سوریه‌ای که با کمک سید موسی صدر تهیه کرده بود در پاریس ساکن شد. او در آنجا به عنوان خبرنگار روزنامه سوریه‌ای «الثوره» فعالیت می‌کرد. قطب زاده در دو کنگره کنفدراسیون پاریس ۱۱ تا ۱۵ دی ۱۳۴۰ و ۱۰ تا ۱۵ دی ۱۳۴۱ در لوزان به عنوان دبیر کنفدراسیون انتخاب شد. در پی ورود خمینی به پاریس، قطب‌زاده امکانات اقامت  خمینی و همراهانش را در فرانسه فراهم کرد. ابتدا آنان را به خانه احمد غضنفرپور برد و سپس باغ نوفل‌لوشاتو را برایشان اجاره کرد. قطب‌زاده در زمان حضور خمینی در فرانسه از جمله مشاوران وی بود. سرانجام در روز ۱۲ بهمن ماه قطب‌زاده با هواپیمای حامل خمینی که بعدها «پرواز انقلاب» نام گرفت به ایران بازگشت.

قطب زاده در هواپیمایی که خمینی را به ایران می‌آورد، در کنار او نشسته بود. او پس از پیروزی انقلاب از اعضای شورای انقلاب اسلامی بود. وی در زمان روی کار آمدن دولت موقت عهده‌دار سازمان صدا و سیما و پس از آن وزیر امور خارجه شد. در این دوره وی به یکی از مشهورترین سیاستمداران ایرانی تبدیل شد که هر روز تصویرش در رسانه‌های جهانی منتشر می‌شد. وی تلاش زیادی از یک سو برای آزادی گروگان‌های آمریکایی و از سوی دیگر برای بازگرداندن شاه به ایران انجام داد.

وی در نخستین دوره انتخابات ریاست جمهوری در سال ۱۳۵۸ شرکت کرد و با وجود تبلیغات گسترده‌ای که انجام داد، تنها با کسب ۴۸٫۵۴۷ (حدود ۰/۲۵ درصد آرا) در میان ۷ نفر، آخرین نفر شد و پس از آن با برخی از مقامات حکومتی درگیر شد.

پس از این شکست، به تدریج حضور قطب‌زاده در ساختار سیاسی ایران کم رنگ شد، تا اینکه در آبان ۵۹ حضورش در یک مناظره تلویزیونی خبرساز شد. در روز پنجشنبه ۱۵ آبان، پس از اخبار سراسری شبکه دوم، برنامه‌ای با عنوان «بحث آزاد» دربارهٔ عملکرد رادیو تلویزیون پس از انقلاب پخش شد. قطب زاده به همراه دکتر مبلغی اسلامی، قائم مقام وقت سرپرست رادیو تلویزیون در این مناظره ضبط شده شرکت کرد و به انتقاداتی نسبت به عملکرد رادیو تلویزیون و انقلاب پرداخت. وی پس از این انتقادت به مدت دو روز بازداشت بود که با اعتراض تعدادی از نمایندگان مجلس آزاد شد.

قطب‌زاده بعد از آنکه در آبان ۱۳۵۹ با فشار مردم و روحانیون آزاد شده بود، بار دیگر در تاریخ ۱۷ فروردین ۱۳۶۱ و این بار به اتهام طرح کودتا و تلاش برای قتل روح‌الله خمینی بازداشت شد. وی متهم شد که با ریختن مواد منفجره در چاهی در نزدیکی منزل خمینی قصد داشته وی را ترور کند. او در یک گفتگوی تلویزیونی به این موضوع اعتراف کرد. احمد عباسی (داماد  شریعتمداری)، دکتر جواد مناقبی، مهدی مهدوی نیز در این ماجرا بازداشت شدند. در عملیات به تور انداختن اطلاعاتی صادق قطب‌زاده، سرهنگ بیژن کبیری مشارکت داشت. خود او نیز پس از افشای عضویت در کادرهای مخفی حزب توده ایران، به حکم علی یونسی اعدام شد.

صادق قطب‌زاده در ۲۴ شهریور ۱۳۶۱ برابر با ۱۵ سپتامبر ۱۹۸۲ به حکم محمد محمدی ری‌شهری در زندان اوین تهران اعدام شد.