Nhạc sĩ Thanh Tùng sinh ngày 15/9/1948 tại Nha Trang, Khánh Hòa. Năm sáu tuổi, ông theo cha mẹ tập kết ra Bắc và lớn lên tại Hà Nội. Ông tốt nghiệp Nhạc viện Bình Nhưỡng, Triều Tiên năm 1971, khi mới 23 tuổi.

Trở về nước, Thanh Tùng đảm nhận vai trò chỉ huy dàn nhạc Đài Tiếng nói Việt Nam II từ 1971 tới 1975. Sau đó, ông vào sống tại TPHCM và là một trong những người có công xây dựng Dàn nhạc nhẹ Đài truyền hình TPHCM. Ông cũng từng chỉ huy hợp xướng và chỉ đạo nghệ thuật Đoàn Ca múa Bông Sen trước khi công tác tại Hội Âm nhạc TPHCM.

Ông là tác giả của nhiều tình khúc được nhiều thế hệ yêu thích như: Chuyện tình của biển, Lời tỏ tình của mùa xuân, Ngôi sao cô đơn, Câu chuyện nhỏ của tôi, Hoa tím ngoài sân, Em và tôi, Phố biển, Mưa ngâu, Lối cũ ta về, Lời tỏ tình của mùa xuân, Ngôi sao cô đơn, Hát với chú ve con,...

Năm 2008, sau trận tai biến, nhạc sĩ Thanh Tùng bị liệt bên phải, không còn đi lại được và mất khả năng nói. Bởi vậy, ông được các con đưa ra Hà Nội sống và chăm sóc. Hàng ngày ông vẫn phải đi châm cứu để mong sức khoẻ khá hơn.

Ngoài bị tai biến, nhạc sĩ Thanh Tùng còn bị tiểu đường và bị thận, nên hàng tuần ông vẫn phải qua bệnh viện Bạch Mai để chạy thận. Nhiều năm qua, ông sống trên chiếc xe lăn nhưng vẫn giữ tinh thần lạc quan đúng như những gì mà ông gửi gắm trong các tác phẩm âm nhạc. Trước khi mất, nhạc sĩ đã có 12 ngày nằm viện.