1905年6月13日，冼星海生于澳門一個貧苦家庭。
冼星海6歲時隨母親黃蘇英去新加坡，進入了新加坡的養正學校。養正學校的區健夫老師，最先賞識冼星海的音樂秉賦，并選他進入學校軍樂隊，讓他開始接觸樂器和音樂訓練。
為了讓孩子接受更好的教育，1918年，母親想方設法來到廣州，把13歲的冼星海送進了嶺南大學（現中山大學）學習小提琴，開始正規的音樂課程。
進入嶺南大學后，為了貼補家用，冼星海依靠每天售賣兩個鐘頭的書、紙、筆等物，和加入嶺南銀行樂隊這兩件工作，來維持學費和伙食費。他在樂隊里擔任演奏直簫，后來成了附中管弦樂隊的指揮，因為他吹奏單簧管很有韻味，由此得到“南國簫手”的雅號，連培正中學也請他去做音樂教員和樂隊指揮。
在巴黎的最初幾年，冼星海主要靠在餐廳等處做雜役維持生活。經馬思聰介紹，他曾隨巴黎歌劇院樂隊首席奧別多菲爾學習小提琴。這位小提琴家得知冼星海靠做小工維持生活，便不收他的學費。接著，冼星海又向巴黎音樂學院的著名教授加隆學習作曲理論。加隆教授了解到他生活貧困時，也不收他的學費。在這樣痛苦生活的煎熬中，冼星海卻成功地創作了《風》。這首樂曲得到了他的老師們的贊譽。由于他的作品和別人的介紹，冼星海結識了著名作曲家－－保羅·杜卡，并考入巴黎音樂學院杜卡的高級作曲班。當時在那里學習音樂的中國留學生，只有他考取了這個高級作曲班，并獲得了榮譽獎。學校要給他物質獎勵，問他要什么，他的回答是：“要飯票。”于是，學校送給他一疊飯票。
1935年5月杜卡教授突然病逝，冼星海不得不結束在高級作曲班的學習，加上他也急于回國，便在友人幫助下搭乘免費貨船回國。在法國的五年學習生活，冼星海深入學習了西方現代音樂的作曲技法，豐富了音樂修養，開闊了藝術視野。
1935年，冼星海畢業回國，投入抗戰歌曲創作和救亡音樂活動，創作大量群眾歌曲，并為進步電影《壯志凌云》《青年進行曲》，話劇《復活》《大雷雨》等作曲，同時，受著名教育學家、會計學家潘序倫和上海文化界救國會邀請，與呂驥、何士德等人建立了創辦的立信會計學校（現上海立信會計金融學院）的音樂訓練班，培養了諸如麥新、孟波、楊祚銘、鄒伯宗、魯劍光等一批音樂人才，為抗日救國時期音樂藝術在國內的發展做出了不可磨滅的貢獻。后又參加上海救亡演劇二隊，并赴武漢與張曙一起負責救亡歌詠運動。
1937年，全國抗戰爆發后，他參加上海話劇界戰時演劇二隊，進行抗日文藝宣傳。
一次，冼星海參加了上海學聯到郊區救亡宣傳的活動。國民黨當局派保安隊到現場阻止學生，對峙時劍拔弩張。這時，青年詩人塞克把自己寫的一首詩交給冼星海。冼星海懷著滿腔激憤，朗誦了兩遍，倚墻只用了5分鐘就寫出曲譜——“槍口朝外/齊步前進/不傷老百姓/不打自己人/……”這首《救國軍歌》當場在學生中唱響，隨后在場的老百姓甚至連保安隊的士兵也跟著唱，很多人邊唱邊流淚。
1938年，冼星海接到延安“魯迅藝術學院”全體師生的邀請電報。于是，他高興地對妻子錢韻玲說：“我們到延安去吧。”說走就走，這年11月，兩人攜手離漢去延安。他們在途中結成了革命伴侶。
1938年冬，冼星海放棄優厚待遇，奔赴延安擔任魯迅藝術學院音樂系主任，并在延安“女大”兼課。在魯藝，他負責音樂理論、作曲的主要課程，還教授音樂史及指揮。在延安的一年半，他進入創作的巔峰期，譜寫了《軍民進行曲》《生產運動大合唱》《黃河大合唱》《九·一八大合唱》等作品。在政治上，他追求進步，并于1939年6月加入中國共產黨。
由詩人光未然作詞的《黃河大合唱》經他譜曲，也成了曠世千古的絕響。
1939年，在延安慶祝魯藝成立周年晚會上，冼星海穿著灰布軍裝和草鞋、打著綁腿指揮《黃河大合唱》，在場的毛澤東和其他中央首長連聲叫好。更有許多人唱著“風在吼，馬在叫”，走向抗日戰爭最前線。
在延安的艱苦條件下，黨中央決定每月給冼星海15元津貼，而當時朱德總司令每月津貼只有5元。另外，魯藝的助教有6元，教員有12元。冼星海每星期能吃兩次肉，兩次大米飯，每餐多加一個湯。這些都體現了黨組織對特殊人才的尊重。
1940年，冼星海赴蘇聯，為大型紀錄片《延安與八路軍》進行后期制作與配樂。臨行前，毛澤東在家中請他吃飯并餞行。1941年6月22日隨著蘇德戰爭爆發，該片制作停頓。他想經新疆回延安，卻因當地軍閥盛世才反共、交通中斷而未成，被迫羈留于哈薩克的阿拉木圖。在供應十分困難的戰時條件下，他相繼完成了《民族解放交響樂》（“第一交響樂”）、《神圣之戰》（“第二交響樂”）、管弦樂組曲《滿江紅》、交響詩《阿曼該爾達》和以中國古詩為題材的獨唱曲。因勞累和營養不良，他的肺病日益嚴重。1945年初，蘇聯有關方面將他送到莫斯科的克里姆林宮醫院接受治療。剛住進醫院，冼星海便開始創作管弦樂《中國狂想曲》。但病魔無情，雖然在李立三的奔波下，得到聯共（布）領導人斯大林批示，在蘇聯國際救濟總會協助下，冼星海入住莫斯科一家醫院，但由于患嚴重血癌，沉疴積疾，醫生回天無力，于1945年10月30日病逝，年僅40歲，李立三夫婦為其料理后事，與蘇方一起為其舉行隆重安葬儀式。致悼詞的是后來為《莫斯科——北京》譜曲的蘇聯著名音樂家穆拉杰利。
冼星海被安葬在莫斯科近郊公墓，骨灰盛放于一灰色大理石小匣，匣子正中鑲著音樂家的一張橢圓形照片，周圍環繞緞制花束，下刻金色俄文：中國作曲家、愛國主義者和共產黨員：黃訓（赴蘇聯后用母姓）。
1945年11月14日，延安各界為冼星海舉行追悼會。
《生產運動大合唱》
《黃河大合唱》
《九·一八大合唱》
《犧盟大合唱》
《民族解放》
《神圣之戰》
《滿江紅》
《中國狂想曲》
《郭治爾·比戴》
《游擊軍》
冼星海是中國民族新音樂事業的先鋒，一生中創作了200多首大眾歌曲、4部大合唱、2部歌劇（其中一部未完成）、2部交響樂、4部交響組曲、一部交響詩、一部管弦樂狂想曲，以及許多器樂獨奏、重奏曲和大量的藝術歌曲，還寫了許多音樂方面的論文。
冼星海既是一位偉大的音樂家，也是為中國抗戰事業做出重大貢獻的無產階級革命家。他的音樂作品不僅在民族抗戰時期廣為傳唱，成為喚醒民族覺醒意識的號角，而且在他去世后的60多年里仍然受到人民大眾的喜愛。從冼星海的生平事跡透視其人格品質，并對其人格品質生成的歷史文化基因與現實土壤進行分析，對于當今我們在構建社會主義核心價值體系、建設中華民族共有精神家園過程中弘揚中華民族優秀的文化傳統和人文精神，會有很好的借鑒意義。2009年9月14日，他被評為100位為新中國成立作出突出貢獻的英雄模范之一。
冼星海從巴黎音樂學院學成回國成了名人。國民黨想利用他寫頌歌，唯利是圖的商人也重金收買讓他寫“桃花窩里美人多”之類的商業歌曲，他都不為之所動。他精心為進步電影《復活》《雷雨》《大日出》《夜半歌聲》配曲，而且為了抗日救亡不要任何報酬。
為他題詞“為人民的音樂家冼星海致哀”。（毛澤東題詞）1999年11月，哈薩克斯坦共和國阿拉木圖市的弗拉基米爾大街被命名為冼星海大街。江澤民主席訪哈時還到冼星海當年的故居憑吊，表達了中國人民對這位音樂家的永久懷念。
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