Trần Hữu Tước sinh ngày 13/10/1913 trong một gia đình trung lưu tại làng Bạch Mai, tỉnh Hà Đông, nay thuộc quận Hai Bà Trưng, Hà Nội. Tốt nghiệp phổ thông trung học, anh được học bổng sang Pháp học. Tại Pháp, thi đỗ vào trường Đại học Y khoa Paris, bảo vệ luận án bác sĩ xuất sắc năm 1940, anh được giữ lại trường làm một bác sĩ khoa Tai mũi họng giỏi có tín nhiệm cao ở Pháp. Anh đã được mời hợp tác giảng dạy, điều trị tại nhiều bệnh viện tại Pháp, có thu nhập rất cao (trên 20.000 Franc thời bấy giờ).
Ngày 31/5/1946, Hồ Chủ tịch sang Pháp theo lời mời của Chính phủ Pháp. Khi Bác từ Pháp về nước, bác sĩ Trần Hữu Tước đã cùng một số trí thức Việt kiều yêu nước như ông Phạm Quang Lễ (tức Trần Đại Nghĩa), Võ Quý Huân… nghe theo lời kêu gọi của Bác, tự nguyện từ bỏ cuộc sống giàu sang phú quí bên Pháp, theo Bác trở về quê hương Việt Nam.
Về Hà Nội, ông đã được mời giảng dạy và xây dựng ngành Tai mũi họng ở Trường Đại học Y Dược Việt Nam (nay là Trường đại học Y Hà Nội), là một trong những cán bộ giảng dạy giỏi đầu tiên của trường. Giáo sư Hồ Đắc Di, nguyên Giám đốc trường Đại học Y - Dược thời ấy cho biết: Một buổi sáng tháng 11/1946, các thầy Tôn Thất Tùng, Hoàng Đình Cầu... và một số sinh viên trường chăm chú lắng nghe bài giảng của người thầy đầu tiên chuyên ngành tai mũi họng vừa từ Paris theo Bác Hồ về nước. Đây là lần đầu tiên một bài giảng được trình bày bằng tiếng Việt ở trường.
Từ ngày thành lập Trường Đại học Y - Dược năm 1902 cho đến Cách mạng tháng Tám 1945, sinh ngữ bắt buộc để học ở trường này là tiếng Pháp. Vì vậy dùng tiếng Việt để giảng dạy là một thành công lớn của bác sĩ Tước. Trong bài giảng hôm đó, bác sĩ Trần Hữu Tước trình bày khái quát sự cần thiết phải học tập và phát triển chuyên khoa tai mũi họng rồi kể lại những ấn tượng sâu sắc trong những ngày gần Bác Hồ ở Paris, nhắc đến những lời Bác Hồ dạy: “Người thầy thuốc giỏi phải như một người mẹ hiền”.
Phó Giáo sư Phạm Kim thời kỳ ấy là một cán bộ quân đội ở Cục Quân y được cử đi học ở trường Đại học Y - Dược cho biết thêm: “Toàn quốc kháng chiến 19/12/1946, thầy Tước đã làm việc trong đội điều trị của Trung đoàn Thủ đô suốt 60 ngày đêm, chiến đấu trong nội thành Hà Nội. Rút khỏi Hà Nội tháng 2/1947, thầy ra ngoài vùng tự do kháng chiến phục vụ khám chữa bệnh cho bộ đội và nhân dân. Khi trường Đại học Y chuyển lên Chiêm Hóa, tỉnh Tuyên Quang, thầy Tước nhận nhiệm vụ đào tạo cán bộ chuyên khoa tai mũi họng cho trường. Tại đây, thầy đã có công góp phần đào tạo nhiều cán bộ kế cận gồm các anh Đặng Hiếu Trưng, Lê Văn Lợi, Trần Ngọc Dũng và tôi”. Thời gian này, thầy Tước bị những cơn đau đường ruột làm sức khỏe bị giảm sút rất nhanh. Năm 1946, khi theo Bác Hồ từ Pháp về nước, thầy nặng 75 kg, mà giờ chỉ còn 42 kg, sút đến trên 30kg. Thuốc men quá thiếu thốn, cấp trên gợi ý sắp xếp một đường dây bí mật đưa thầy Tước vào Hà Nội chữa bệnh một thời gian nhưng thầy kiên quyết từ chối và nói “Thà chết ngoài vùng tự do còn hơn sống trong vùng địch tạm chiếm!”. Đến cuối năm 1951, Trung ương Đảng và Chính phủ đã bố trí gửi bác sĩ Trần Hữu Tước sang Trung Quốc chữa bệnh.
Sau chiến thắng Điện Biên Phủ, ta tiếp quản Thủ đô tháng 10/1954, bác sĩ Trần Hữu Tước nhận quyết định về Bệnh viện Bạch Mai, được phân công xây dựng khoa tai mũi họng của bệnh viện. Năm 1955, bác sĩ Trần Hữu Tước là một trong 9 bác sĩ đầu tiên của nước ta được Chính phủ phong hàm Giáo sư cùng các ông Hồ Đắc Di, Đỗ Xuân Hợp, Đặng Vũ Hỉ, Đặng Văn Ngữ, Trương Công Quyền, Hoàng Tích Trí, Tôn Thất Tùng.
Giáo sư Trần Hữu Tước đã có công đào tạo, bổ túc và xây dựng nhiều cán bộ khoa tai mũi họng trên toàn quốc. Kể từ ngày đầu về nước, bắt đầu giảng dạy ở Trường Y, Giáo sư Trần Hữu Tước đã đào tạo hơn 500 bác sĩ, y sĩ, chuyên khoa tai mũi họng. Sau đó, những học trò ưu tú của ông lại đào tạo thêm hàng ngàn thầy thuốc tai mũi họng cho các bệnh viện toàn quốc. Năm 1956, GS Tước được bổ nhiệm làm Giám đốc Bệnh viện Bạch Mai. Năm 1969, GS. Trần Hữu Tước nhận quyết định làm Viện trưởng đầu tiên của Bệnh viện Tai mũi họng Trung ương.
Ông đã được bầu làm đại biểu Quốc hội các khóa II, III và IV; Ủy viên Ðoàn Chủ tịch Ủy ban Trung ương Mặt trận Tổ quốc Việt Nam, Chủ tịch đầu tiên của Tổng Hội Y học, Phó Chủ tịch Hội Chữ thập đỏ, Chủ tịch đầu tiên Hội Tai mũi họng Việt Nam. Tháng 12 năm 1966, tại Đại hội Anh hùng, Chiến sĩ thi đua toàn quốc lần thứ 4, Giáo sư Trần Hữu Tước được phong tặng danh hiệu Anh hùng Lao động.
Khi về nghỉ hưu, sống ở 185 phố Bà Triệu, Hà Nội, GS. bác sĩ Trần Hữu Tước vẫn luôn tận tình giúp chữa bệnh cho bà con khu dân cư, cùng các con, cháu luôn đối xử tốt với nhân dân địa phương nên cả gia đình được mọi người rất quí mến, cảm phục. Năm 1983, GS Trần Hữu Tước được thưởng Huân chương Ðộc lập hạng nhất. Cuối đời, Giáo sư đã lâm bệnh và tạ thế ngày 23/10/1983, thọ 70 tuổi.
Năm 1996 Nhà nước đã truy tặng Giáo sư Trần Hữu Tước Giải thưởng Hồ Chí Minh về khoa học - kỹ thuật. Năm 2005, Hội đồng nhân dân thành phố Hà Nội đã đặt tên Trần Hữu Tước cho một đường phố ở phường Nam Đồng, quận Đống Đa. Ngày 10/10/2013, tại Hà Nội, Bộ Y tế đã long trọng tổ chức lễ kỷ niệm 100 năm ngày sinh của cố Giáo sư Trần Hữu Tước. Trong buổi lễ, Bộ trưởng Bộ Y tế Nguyễn Thị Kim Tiến phát biểu: “Lễ kỷ niệm 100 năm ngày sinh cố Giáo sư Trần Hữu Tước không chỉ thể hiện sự ghi nhận và đánh giá cao của Đảng, Quốc hội, Nhà Nước và ngành Y tế Việt Nam đối với những cống hiến to lớn của Giáo sư mà có ý nghĩa nhắc nhở các thế hệ y, bác sĩ hôm nay hãy sống và làm việc theo tấm gương của Giáo sư Trần Hữu Tước, nâng cao đạo đức nghề nghiệp”.