Dilahirkan di Ngepeh, Nganjuk, Indonesia, Sutomo memperoleh ijazah perubatannya dari STOVIA, Jakarta pada tahun 1903. Bersama kawan-kawan dari STOVIA, Sutomo mengasaskan pertubuhan Budi Utomo pada tahun 1908. Setelah lulus pada tahun 1911, beliau bekerja sebagai doktor di berbagai-bagai daerah di Jawa dan Sumatera, termasuk Semarang, Tuban, Lubuk Pakam, dan Malang. Pada tahun 1917, Sutomo menikah dengan seorang jururawat Belanda. Antara tahun 1919 hingga 1923, beliau melanjutkan pendidikan perubatannya di Belanda.

Sutomo mengasaskan tiga buah pertubuhan lagi, iaitu:

• Kelab Pengajian Indonesia di Surabaya pada tahun 1924;
• Parti Bangsa Indonesia pada tahun 1930; dan
• Parindra (Parti Indonesia Raya) pada tahun 1935.

Sutomo juga pernah menjadi wartawan dan memimpin beberapa syarikat penerbitan akhbar di Indonesia. Beliau meninggal dunia di Surabaya dan dimakamkan juga di sana.