Tunalı Hilmi, 28 Ağustos 1871'de o dönemde Osmanlı topraklarında yer alan, bugün Bulgaristan sınırları içindeki Eskicuma'da (Tırgovişte) dünyaya geldi. 1877 Rus Savaşı'nın yarattığı göç dalgasıyla ailesiyle birlikte İstanbul'a sığınan Hilmi, babasının kaymakamlık görevi nedeniyle Anadolu'nun çeşitli kentlerinde ilk ve ortaöğrenimini tamamladı. Fatih Askeri Rüşdiyesi'nden mezun olup Kuleli Askeri Tıbbiye İdadisi'ne kaydolan genç Hilmi, daha öğrenciyken Abdülhamit II yönetimine karşı gizli bir haftalık dergi çıkararak muhalefet sesini yükseltmekten çekinmedi.
Sürgün Yılları ve Jön Türk Hareketi
Gülhane Askeri Tıbbiye Mektebi'nde kurduğu Gizli Mektepliler örgütü aracılığıyla İttihat ve Terakki Cemiyeti ile bağ kuran Hilmi Bey, Ekim 1895'te son sınıf öğrencisiyken Avrupa'ya kaçmak zorunda kaldı. Cenevre Üniversitesi'nde pedagoji eğitimini sürdürürken İttihat ve Terakki'nin Cenevre şubesini kurdu; Meşveret ve Mizan gazetelerinde, hazırladığı Hutbe broşürlerinde Jön Türk düşüncesini yaydı. 1897'de İshak Sükûti ve Abdullah Cevdet ile birlikte Osmanlı gazetesini yayına soktu; bu gazetede Türkçü, milliyetçi ve cumhuriyetçi görüşlere yer verildi. Aynı dönemde Avrupa'daki Osmanlı öğrencilerine yönelik Osmanlı Talebe Cemiyeti'ni kurup Avrupa'da Tahsil adlı rehber kitabı kaleme aldı.
Padişah'ın baskı politikası yalnızca Hilmi Bey'i hedef almadı; babası İsmail Efendi Musul'a sürgün edilerek 1899'da orada hayatını kaybetti, kardeşleri askerlikten ihraç edildi ya da başka vilayetlere sürgün gönderildi. Bu ağır bedel, Hilmi Bey'in muhalefet kararlılığını kırmadı. 1898'de Mısır'a geçerek İttihat ve Terakki'nin Kahire şubesini örgütledi, Hak gazetesini kurdu. 1902'de Paris'te düzenlenen I. Jön Türkler Kurultayı'nın toplanmasına öncülük etti. İsviçreli Juliette ile evlenen Hilmi Bey'in Sevda (1902–1958) ve İnsan adında iki çocuğu oldu.
Meşrutiyet Sonrası ve Meclis Yılları
II. Meşrutiyet'in ilanının ardından İstanbul'a dönen Hilmi Bey, İnkılâp başta olmak üzere çeşitli gazetelerde yazmayı sürdürdü. 1910–1916 yılları arasında Karadeniz Ereğli, Silivri, Bayburt, Ordu, Beykoz ve Gemlik'te kaymakamlık yaptı. Ereğli'deyken kadın ve aile haklarını güvence altına alan Karadeniz Ereğli Evlendiriciler Cemiyeti'ni kurdu; erken yaş evliliklerine ve başlık parasına karşı çıkan cemiyet tüzüğünü bizzat kaleme aldı.
1919 seçimlerinde Bolu mebusu olarak Son Osmanlı Meclisi'ne giren Hilmi Bey, İstanbul'un işgalinin ardından Ankara'ya geçerek Türkiye Büyük Millet Meclisi'nde Bolu'yu temsil etmeyi sürdürdü. Haziran 1920'de Fransız birliklerine karşı Karadeniz Ereğli direnişini örgütledi; bu askeri katkısı nedeniyle 21 Nisan 1924'te İstiklal Madalyası ile onurlandırıldı. TBMM'nin I. Döneminde Bolu, II. ve III. Dönemlerinde ise Zonguldak milletvekili sıfatıyla görev yapan Hilmi Bey, madenci haklarına özel ilgi gösterdi. Çabaları sayesinde 30 Mart 1923'te 25 yataklı Amele Hastanesi kuruldu, Havza-i Fehmiye Kanunu çıkarıldı.
Eserleri ve Mirası
- Un projet d'organisation de la souverainete du peuple en Turquie (1904) — kapsamlı bir anayasa tasarısı
- Makedonya: Mazisi – Hali – İstikbâli (1898)
- Avrupa'da Tahsil (1903)
- Osmanlı'da Ahali Hekimliği (1906)
- Memiş Çavuş Büyük Millet Meclisinde (1923)
Tunalı Hilmi, 26 Temmuz 1928'de İstanbul'da tüberküloz nedeniyle 57 yaşında yaşamını yitirdi. Maçka Mezarlığı'na defnedilen naaşı sonradan Ankara Cebeci Asri Mezarlığı'na taşındı. Ankara'nın Kavaklıdere semtindeki önemli caddeye adı verilerek hafızası yaşatılmaktadır.