Urodził się 12 lutego 1865 w Ludźmierzu, był przyrodnim bratem malarza Włodzimierza Tetmajera i kuzynem Tadeusza Boya-Żeleńskiego. W latach 1884-1886 studiował na wydziale filozoficznym Uniwersytetu Jagiellońskiego, zadebiutował w 1886 r. poematem prozą "Illa". Współpracował z pismami "Tygodnik Ilustrowany", "Kurier Warszawski" i krakowskim "Czasem". Za właściwy początek twórczości Tetmajera uznaje się wydane w 1891 "Poezje", tom, który - w opinii krytyków - rozpoczął w polskiej literaturze okres modernizmu. Tetmajer stał się w swoich wierszach-manifestach wyrazicielem modnych w owym czasie nastrojów zniechęcenia i poczucia niemocy (pisał m.in. "Melancholia, smutek, zniechęcenie są treścią mojej duszy"), dekadentyzmu końca wieku ("Koniec wieku XIX"), a także uwielbienia dla sztuki ("Evviva l'arte"). Wydane w 1894 "Poezje. Seria Druga" przyniosły mu wielką sławę i popularność, którą ugruntowały wydane w 1898 "Poezje. Seria trzecia". Tetmajer stał się w opinii ogółu ucieleśnieniem poety modernistycznego, czego wyrazem było umieszczenie go pod postacią Poety w wystawionym w 1901 "Weselu" Wyspiańskiego. Mieszkając w młodości w Ludźmierzu, poznał dobrze Podhale i Tatry i był jednym z pierwszych polskich taterników. W 1892 brał udział w pierwszym wejściu na Staroleśny Szczyt. W 1902 taternicy nadali imię Tetmajera przełęczy pod Gerlachem. Zafascynowany góralskim folklorem Tetmajer napisał cykl opowieści "Na skalnym Podhalu", ponadto epopeję tatrzańską "Legenda Tatr", składającą się z dwóch części: "Maryna z Hrubego" i "Janosik Nędza Litmanowski". Niektóre stylizowane na gwarę góralską wiersze Tetmajera spopularyzowały się wśród górali jako rzekomo ludowe piosenki, np. "Hej, idem w las..." Tetmajer nadał nową, śmiałą jak na owe czasy formę swoim erotykom. Wiersz "Lubię, kiedy kobieta omdlewa w objęciu" wywołał skandal obyczajowy, młodym panienkom zakazywano czytania tej poezji. Mówiono, że każdy erotyk Tetmajera dedykowany był konkretnej kochance, do roli muzy "Lubię, kiedy kobieta..." przyznawało się kilkanaście pań. Tetmajer uchodził za wielkiego uwodziciela. Pięciokrotnie zaręczony, m.in. z Jadwigą Szulcówną, Wandą Estraicher, Laurą Rakowską, nigdy się nie ożenił. U szczytu sławy dostawał setki listów od wielbicielek, których grupa jeździła za poetą do Warszawy, Zakopanego czy nawet Wiednia. Tetmajer miał nieślubnego syna z nieznaną z nazwiska aktorką. Przez pierwsze lata jego życia nie interesował się nim, jednak w 1906 roku, gdy chłopiec miał kilka lat, ojciec wykradł go na spacerze, wywiózł do Zakopanego i zaczął procedurę oficjalnego usynawiania. Gdy chłopiec podrósł, Przerwa-Tetmajer uznał, że jest on wybitnie utalentowany i zaczął pokładać w nim ogromne nadzieje. Syn jednak nie był w stanie sprostać oczekiwaniom ojca, popadł w alkoholizm, zaraził się chorobą weneryczną, a w końcu, w wieku 33 lat, popełnił samobójstwo. W latach 20. syfilis, na który Tetmajer chorował, spowodował zaburzenia psychiczne. Artysta nie mógł już tworzyć, stopniowo tracił wzrok, stawał się coraz mniej samodzielny. W uznaniu zasług dla literatury przyznano mu emeryturę państwową, a miasto Bydgoszcz, oprócz nadania mu honorowego obywatelstwa, zaczęło mu wypłacać stałą pensję. W Hotelu Europejskim w Warszawie zapewniono Tetmajerowi dożywotnio bezpłatne mieszkanie z wyżywieniem i usługami, a Warszawskie Zrzeszenie Restauratorów i Cukierników przyznało mu bezpłatną i nieograniczoną konsumpcję we wszystkich warszawskich restauracjach, kawiarniach i cukierniach. Opiekowali się nim m.in. harcerze warszawscy. W styczniu 1940 w okupowanej Warszawie władze niemieckie nakazały opróżnienie Hotelu Europejskiego z mieszkańców. Do legendy przeszła opowieść, utrwalona m.in. wierszem Tadeusza Różewicza "Kazimierz Przerwa-Tetmajer", że Niemcy wyrzucili poetę z hotelu na mróz, znaleziony przez przechodniów w zaspie został zabrany do szpitala, gdzie zmarł nierozpoznany. W rzeczywistości jednak polscy lekarze, powiadomieni o planowanym opróżnieniu hotelu, 13 stycznia 1940 zabrali ciężko chorego poetę wprost z hotelu karetką pogotowia do Szpitala Dzieciątka Jezus w Warszawie, gdzie mimo troskliwej opieki po kilku dniach zmarł (18 stycznia 1940). Przyczyną śmierci (jak wykazała sekcja zwłok poety) był nowotwór przysadki mózgowej.