Nació en Guadalajara, Jalisco el 13 de abril de 1871. Manifestó desde niño una inquietud por las letras, favorecida por el ambiente culto que se respiraba en su familia, en particular gracias a la sensibilidad de su madre que leía y escribía poesía. Su padre era profesor y fue él quien le impartió las primeras lecciones escolares. Su primera obra literaria fue un cuento que escribió a los ocho años.
Ingresó al Liceo de Varones y al mismo tiempo cursó la preparatoria en el Seminario Conciliar. En 1886 entró a la Escuela de Medicina, mientras estudiaba logró la publicación de varios poemas en diarios y revistas de Guadalajara. Obtuvo su título como médico, cirujano y partero en 1893, al momento se integró al cuerpo docente de la escuela como profesor adjunto de fisiología. Pero, Enrique González Martínez no dejaba su afecto por las letras; publicó el primero de una serie de tres cuentos en El Heraldo de Guadalajara, además de poemas en diversas publicaciones.
Se trasladó a Sinaloa cuando tenía 25 años. Desde ahí tuvo contacto con importantes escritores de la ciudad de México y comenzó a colaborar en revistas literarias de varias ciudades del país. La imprenta Retes de Mazatlán editó el primer libro de versos de González Martínez con el nombre Preludios. A esta obra le siguieron Lirismos; Silénter, que le valió ser nombrado miembro de la Academia Mexicana de la Lengua y Los Senderos Ocultos, escrito que le dio renombre en las letras mexicanas. En 1911 se trasladó a la ciudad de México e ingresó al Ateneo de la Juventud, cuya presidencia ocupó en 1912.
Desempeñó cargos públicos desde su estancia en Sinaloa, donde ocupó el puesto de Prefecto Político en Mocorito y el de Secretario General del Gobierno estatal. Durante el gobierno de Victoriano Huerta se desempeñó como subsecretario de Instrucción Pública y Bellas Artes y en 1914 tuvo a su cargo la Subsecretaría General del Gobierno de Puebla. De 1920 a 1931 incursionó en la diplomacia como ministro plenipotenciario en Chile, Argentina, España y Portugal. De regreso a México trabajó en la Fundación Rafael Dondé y en el Banco Nacional de Crédito Agrícola.
Se dedicó a la enseñanza de la literatura desde 1915 con clases en la Escuela Nacional Preparatoria, en la Escuela Normal para Señoritas y en Altos Estudios. Participó en la edición de publicaciones periódicas; dirigió, junto a Sixto Osuna la revista Arte, en 1911 fundó la revista Argos, laboró también como editorialista de El Imparcial y tuvo a su cargo la dirección de la revista Pegaso junto a López Velarde y Efrén Rebolledo en 1917. Además de la Academia Mexicana de la Lengua y otros organismos, fue miembro del Seminario de Cultura Mexicana desde 1942 y de El Colegio Nacional desde 1943. Recibió en 1944 el Premio Nacional de Literatura "Manuel Ávila Camacho".
Su transcurso por la medicina, la docencia, la diplomacia, la política y el periodismo no le impidió realizar una constante y espléndida creación literaria. Además de las ya mencionadas y de otras obras literarias, este fecundo poeta jalisciense escribió: La muerte del cisne (1914); El libro de la fuerza, de la bondad y del ensueño (1916); Parábolas y otros poemas (1918); Señales furtivas (1925); El diluvio de fuego (1938); Tres rosas en el ánfora (1939); Bajo el signo mortal (1942); los cuentos autobiográficos: El hombre del búho (1944) y La apacible locura (1951); Segundo despertar y otros poemas (1945) y Babel (1949) reconocido como uno de los mejores cuentos pacifistas. Además El Colegio Nacional publicó sus Obras Completas.
La obra poética de González Martínez sobresale porque en ella se advierte un tono de sabia reflexión que hizo volver la poesía hacia los cauces en que la profundidad del pensamiento no resulta contradictoria a las formas líricas. Tenía un estilo pulcro y cuidadoso que imprimía en temas con elementos estéticos nacionales; un lenguaje sencillo y directo que daba vida a una poesía intimista y reflexiva. Murió en la ciudad de México el 19 de febrero de 1952, descansa en la Rotonda de los Hombres Ilustres en esa ciudad.