Родился в мелкобуржуазной семье в Полтаве. Учился в Полтавской духовной семинарии. В 1900 году вступил в Революционную украинскую партию. Работал журналистом, придерживался лево-националистических взглядов, был одним из основателей и лидеров Украинской социал-демократической рабочей партии .

В годы Первой мировой войны работал во «Всероссийском союзе земств и городов», созданном в 1914 году для помощи правительству Российской Империи в организации снабжения армии. После провозглашения Украинской Народной Республики стал военным секретарём нового правительства, но вскоре ушёл в отставку. Участвовал в боях с Красной Армией.

После установления диктатуры гетмана Скоропадского (Украинской Державы) был в оппозиции к новому режиму. В ноябре 1918 года поднял восстание против Скоропадского, 14 декабря его ополченцы заняли Киев. Украинская Народная Республика была восстановлена, её главой стал Владимир Винниченко.

С 10 февраля 1919 года, после отставки Винниченко, фактически стал единоличным диктатором Украины. Сформировал новую армию УНР, которая пыталась остановить захват Красной Армией всей территории Украины. Пытался договорится с белогвардейским командованием ВСЮР о совместных действиях против большевиков, однако успехов не достиг.

В 1920 году, после поражения армии Петлюры в советско-польской войне (Петлюра был союзником Пилсудского), эмигрировал в Польшу.

Могила Петлюры на кладбище Монпарнас в Париже

В 1923 году СССР потребовал выдачи Петлюры, поэтому он переехал в Венгрию, затем в Австрию, Швейцарию и, наконец, во Францию.