Phan Văn Trường sinh ngày 25/9/1876 (tức ngày 7-8 năm Bình Tý) tại xã Đông Ngạc, huyện Từ Liêm (nay là Phường Đông Ngạc, quận Bắc Từ Liêm), thành phố Hà Nội, trong một gia đình khoa bảng. Ông nổi tiếng thông minh và chăm chỉ.
Ngay từ nhỏ ông đã học chữ Hán sau đó chuyển sang học chữ quốc ngữ rồi chữ Pháp. Sau khi tốt nghiệp Trường thông ngôn ở Hà Nội, Phan Văn Trường làm thông ngôn ở văn phòng Phủ Thống đốc xứ Bắc Kỳ.
Năm 1908, ông lên đường sang Pháp theo học ngành Luật tại Đại học Sorbonne, Paris, rồi trình luận án Tiến sĩ và hành nghề luật sư, ông trở thành tiến sĩ luật học và là luật sư đầu tiên của Việt Nam.
Quá trình học của ông là quãng thời gian dài đầy gian truân vất vả… Tại Pháp, ông từng làm giáo sư phụ giảng tiếng Việt tại Trường Ngôn ngữ và Văn minh Đông phương. Vốn nhanh nhẹn, làm việc chăm chỉ, ông vừa dạy vừa ghi danh học Luật và Văn khoa. Vài năm sau, ông thi đỗ cử nhân hai ngành cùng một lúc.
Ngoài ra, ông còn tích cực hoạt động yêu nước và giao lưu, bảo vệ nhiều người Việt Nam có cùng chí hướng. Ông thường xuyên liên hệ với Phan Châu Trinh, Nguyễn Ái Quốc và các nhà trí thức tiến bộ, cùng tham gia các hoạt động cách mạng.
Năm 1912, ông tham gia đoàn luật sư Paris và hành nghề ở Tòa Thượng thẩm. Chủ nhiệm đoàn luật sư là một người Pháp tiến bộ, rất tin tưởng tài năng và đức độ của ông, kính trọng một luật sư người Việt xuất sắc, ham học.
Tại Paris, ông gặp cụ Phan Châu Trinh, hai chí sĩ họ Phan đã lập ra “Hội đồng bào thân ái”, tập hợp những người Việt Nam sinh sống học tập lao động tại Pháp. Ông là người dịch ra tiếng Pháp những tư tưởng của Phan Châu Trinh.
Khi Nguyễn Ái Quốc đến Pháp, gặp Phan Văn Trường, thì chính nhà luật sư Việt kiều yêu nước này đã hỗ trợ Bác trong việc diễn đạt ra Pháp văn những ý tưởng chính luận của Bác một cách hùng hồn. Cái tên Phan Văn Trường cùng với Phan Châu Trinh và Nguyễn Ái Quốc đã hợp thành bộ ba thường xuyên có mặt trong các báo cáo mật của cơ quan an ninh Pháp.
Năm 1917, Phan Văn Trường cùng với Nguyễn Ái Quốc thành lập và chỉ đạo “Hội những người Việt Nam yêu nước”. Ngày 18/6/1919, Nguyễn Ái Quốc đã gửi “Bản yêu sách của nhân dân An Nam” tới Hội nghị Versailles. Chính Phan Văn Trường là người công bố Bản yêu sách bằng tiếng Pháp trên các báo ở Paris - một văn bản có giá trị khiến Chính phủ Pháp phải bối rối.
Cuối năm 1919, ông sang Mayence (Đức) làm Luật sư và thỉnh thoảng mới trở về Paris. Tuy nhiên, mỗi lần trở về thủ đô nước Pháp là một lần ông tích cực tham gia vào các hoạt động cách mạng bên cạnh Nguyễn Ái Quốc.
Năm 1922, ông ghi tên vào danh sách Đoàn luật sư Paris và hành nghề tại Toà thượng thẩm Paris. Ông thường bên vực quyền lợi của nhân dân nên được mọi người rất quý mến.
Cuối năm 1923, ông từ bỏ tất cả về nước tiếp tục đấu tranh cho độc lập dân tộc. Ông kết hợp giữa pháp lý với báo chí để chiến đấu. Ông đã tham gia một số hoạt động trong Ban nghiên cứu thuộc địa và viết nhiều bài đăng báo Le Paria (Người cùng khổ) - tờ báo do Nguyễn Ái Quốc làm chủ nhiệm kiêm chủ bút.
Ông mở một văn phòng luật sư tham vấn ở Sài Gòn. Một mặt hành nghề luật sư, một mặt ông cùng với Nguyễn An Ninh xuất bản báo Chuông rè (La Cloche Fêlée) và Nước Nam (L'Annam) bằng tiếng Pháp tại Sài Gòn để đấu tranh chống thực dân Pháp. Những bài báo trên hai tờ báo này đều công khai tuyên truyền chủ nghĩa cộng sản, lên án mạnh mẽ chính sách của người Pháp ở Đông Dương.
Từ tờ báo cho đến những buổi diễn thuyết chống thực dân trước sự cổ vũ cuồng nhiệt của hàng nghìn thanh niên Việt Nam, ông luôn bày tỏ thái độ chống thực dân, tấn công cái gọi là “Pháp Việt đề huề”. Ông viết nhiều báo hơn với nhiều hình thức phong phú như luận văn chính trị, tiểu thuyết, danh ngôn… nhằm tuyên truyền tinh thân yêu nước, chống đế quốc.
Về những đóng góp của ông, Giáo sư Nguyễn Phan Quang và Phan Văn Hoàng đã viết: “Rõ ràng tờ La Cloche Fêlée và L'Annam là những cái gai chọc vào mắt chính quyền thuộc địa. Nhưng Phan Văn Trường đã biết tận dụng những kẽ hở trong luật pháp thực dân đối với tờ báo tiếng Pháp để truyền bá một cách kín cạnh những tư tưởng yêu nước và tiến bộ”.
Chính vì lẽ đó, ngày 25/7/1927, thực dân Pháp đã một lần nữa bắt và ghép cho ông tội “xúi giục người bản xứ chống đối và dấy loạn”. Tờ báo L'Annam bị ngừng xuất bản một thời gian. Ngày 12/1/1928, tờ báo lại tiếp tục xuất bản. Trước thái độ kiên cường ấy, Thống đốc Nam Kỳ đã truy tố và bỏ tù tất cả Ban giám đốc và cộng sự của tờ báo.
Ngày 27/3/1928, Tòa án Sài Gòn xử tội ông 2 năm tù. Ông chống án sang Pháp. Tháng 8/1929, Tòa Thượng thẩm Paris xử y án. Ông bị giam tại nhà lao ở Pháp đến năm 1931 mới mãn hạn tù và trở về Sài Gòn. Ông lại tiếp tục đấu tranh đòi dân chủ ngay sau khi ra tù.
Ông trở lại Sài Gòn và gặp lại Nguyễn An Ninh với ý định tiếp tục cuộc đấu tranh chống thực dân Pháp trên mặt trận báo chí công khai. Tuy nhiên, ý nguyện của ông đã không thành.
Năm 1933, ông quay ra Hà Nội để thăm gia đình và thị sát tình hình chính trị ở Miền Bắc nhưng ông ngã bệnh và phải ở lại Hà Nội để điều trị. Khi bệnh thuyên giảm, ông lại khẩn trương lên đường vào Nam nhưng mới đến Đà nẵng, bệnh lại tái phát và ông phải quay ra Hà Nội và ở tại nhà anh trai là Phan Cao Luỹ (cùng với con của ông Luỹ) tại số 25 đường Gambetta (nay là đường Trần Hưng Đạo) để điều trị nhưng do bệnh nặng không thể cứu chữa, ông đã qua đời ngày 22/4/1933 tại Hà Nội, khép lại một cuộc đời đấu tranh gian khổ và anh dũng vì dân vì nước.
Ghi nhận công lao đóng góp của người con Hà thành cho sự nghiệp cách mạng Việt nam, ngày 18 tháng 01 năm 2002, tại Kỳ họp thứ 6 Hội đồng nhân dân Thành phố Hà Nội đã ra Nghị quyết đặt tên ông cho con đường dài 500m, rộng 15m nối đường Xuân Thuỷ với đường Trần Quốc Hoàn thuộc quận Cầu Giấy; nơi đặt trụ sở Trường Đào tạo các chức danh tư pháp (nay là Học viện Tư pháp) - cái nôi đào tạo luật sư đầu tiên của Việt Nam.