Nguyễn Mỹ sinh ngày 21 tháng 2 năm 1935, tại thôn Trung Lương, xã An Nghiệp, huyện Tuy An, tỉnh Phú Yên. Ông là em ruột của nhạc sĩ Nhật Lai.
Nguyễn Mỹ là cựu học sinh trường Lương Văn Chánh, sinh trưởng trong một gia đình nông dân nghèo. Năm 1952, Nguyễn Mỹ xung phong vào quân đội khi vừa 16 tuổi, chiến đấu tại chiến trường Nam Trung bộ.
Năm 1954, ông tập kết ra Bắc, làm nhạc công ở đoàn Văn công Tây Nguyên, học lớp báo chí của Trường Tuyên huấn Trung ương. Những năm tháng tập kết, Nguyễn Mỹ đóng quân ở Nghệ An và từ năm 1957 có thơ đăng rải rác ở các tờ báo danh tiếng của Thủ đô.
Năm 1960, Nguyễn Mỹ chuyển ngành học Đại học Văn, rồi về làm công tác biên tập sách ở nhà xuất bản Phổ thông, tiếp tục làm thơ và thành danh với bài thơ Cuộc chia ly màu đỏ in lần đầu trên Báo Văn nghệ năm 1964.
Năm 1968, Nguyễn Mỹ trở lại chiến trường miền Nam làm phóng viên báo Cờ giải phóng Trung Trung Bộ, thuộc Ban Tuyên truyền Văn nghệ khu V. Nguyễn Mỹ tử thương ngày 16 tháng 5 năm 1971 ở huyện Trà My, tỉnh Quảng Nam trong một trận càn của đối phương.
Nguyễn Mỹ được truy tặng Giải thưởng Nhà nước về văn học nghệ thuật năm 2007.
Tác phẩm:
Trận Quán cau (bút ký, 1954)
Sắc cầu vồng (thơ, in chung với Nguyễn Trọng Định, 1980)
Thơ Nguyễn Mỹ (thơ, 1993)