وی پس از طی دوران طفولیت به مکتبخانه رفته و به فراگیری دروس ابتدایی می‌پردازد. در سن ۱۲سالگی به حوزه علمیه مشهد [استان خراسان رضوی] عزیمت نموده و به تحصیل مقدمات علوم اسلامی اشتغال می‌ورزد.
در سال ۱۳۱۶ علیرغم مبارزه شدید رضاخان با روحانیت و علیرغم مخالفت دوستان و نزدیکان، برای تکمیل تحصیلات خود عازم حوزه علمیه قم می‌شود در حالی که به تازگی موسس گرانقدر آن آیت‌الله العظمی حاج شیخ عبدالکریم حائری یزدی دیده از جهان فروبسته و ریاست حوزه را سه تن از مدرسان بزرگ آن آیات عظام سیدمحمد حجت، سیدصدرالدین صدر و سیدمحمدتقی خوانساری به عهد گرفته‌اند.
در دوره اقامت ۱۵ ساله خود در قم از محضر مرحوم آیت‌الله العظمی بروجردی (در فقه و اصول) و حضرت امام‌خمینی (به مدت ۱۲ سال در فلسفه ملاصدرا و عرفان و اخلاق و اصول) و مرحوم علامه سیدمحمدحسین طباطبائی (در فلسفه: الهیات شفای بوعلی و دروس دیگر) بهره می‌گیرد. وی قبل از هجرت آیت الله العظمی بروجردی به قم نیز گاهی به بروجرد می‌رفته و از محضر ایشان استفاده می‌کرده است و مدتی نیز از محضر مرحوم آیت‌الله حاج میرزاعلی‌آقا شیرازی در اخلاق و عرفان بهره‌های معنوی فراوان برده است.
از اساتید دیگر استاد مطهری می‌توان از مرحوم آیت‌الله سیدمحمد حجت (در اصول) و مرحوم آیت‌الله سیدمحمد محقق‌داماد (در فقه) نام برد. وی در مدت اقامت خود در قم علاوه بر تحصیل علم، در امور اجتماعی و سیاسی نیز مشارکت داشته و از جمله با فدائیان‌اسلام در ارتباط بوده است. در سال ۱۳۳۱ در حالی که از مدرسین معروف و از امیدهای آینده حوزه به شمار می‌رود به تهران مهاجرت می‌کند و در تهران به تدریس در مدرسه مروی و تألیف و سخنرانیهای تحقیقی می‌پردازد.
در سال ۱۳۳۴ اولین جلسه تفسیر انجمن اسلامی دانشجویان توسط استاد مطهری تشکیل می‌گردد. در همان سال تدریس خود در دانشکده الهیات و معارف اسلامی دانشگاه تهران را آغاز می کند. در سالهای ۱۳۳۷ و ۱۳۳۸ که انجمن اسلامی پزشکان تشکیل می‌شود. استاد مطهری از سخنرانان اصلی این انجمن است و در طول سالهای ۱۳۴۰ تا ۱۳۵۰ سخنران منحصر به فرد این انجمن می‌باشد که بحث‌های مهمی از ایشان به یادگار مانده است.
آیت‌الله مطهری در ساعت یک بعد از نیمه شب روز چهارشنبه ۱۵ خرداد ۱۳۴۲ به دنبال یک سخنرانی مهیج علیه شخص شاه به وسیله پلیس دستگیر شده و به زندان موقت شهربانی منتقل می‌شود و به همراه تعدادی از روحانیون تهران زندانی می‌گردد. پس از ۴۳ روز به دنبال مهاجرت علمای شهرستانها به تهران و فشار مردم، به همراه سایر روحانیون از زندان آزاد می‌شود.
پس از تشکیل هیئتهای موتلفه اسلامی، استاد مطهری از سوی امام‌خمینی همراه چند تن دیگر از شخصیتهای روحانی عهده‌دار رهبری این هیئت‌ها می‌گردد. در این زمان وی به تألیف کتاب در موضوعات مورد نیاز جامعه و ایراد سخنرانی در دانشگاهها، مسجد هدایت، مسجد جامع نارمک و غیره ادامه می‌دهد.
به طور کلی مطهری که به یک نهضت اسلامی معتقد بود، برای اسلامی کردن محتوای نهضت تلاش‌های ایدئولوژیک بسیاری انجام داد از جمله اقدام به تأسیس حسینیه ارشاد کرد. در سال ۱۳۴۸ به خاطر صدور اعلامیه ای با امضای ایشان و علامه طباطبایی و آِیت‌الله حاج سید ابوالفضل مجتهد زنجانی مبنی بر جمع اعانه برای کمک به آوارگان فلسطینی و اعلام آن طی یک سخنرانی در حسینیه ارشاد دستگیر شد و مدت کوتاهی در زندان تک سلولی به سربرد.
از سال ۱۳۴۹ تا ۱۳۵۱ برنامه‌های تبلیغی مسجدالجواد را زیر نظر داشت و غالباً خود سخنران اصلی بود تا اینکه آن مسجد و به دنبال آن حسینیه ارشاد تعطیل گردید و بار دیگر استاد مطهری دستگیر و مدتی در بازداشت قرارگرفت. در حدود سال ۱۳۵۳ ممنوع المنبر شد و این ممنوعیت تا پیروزی انقلاب‌اسلامی ادامه داشت.
مطهری در سال ۱۳۵۵ به دنبال درگیری با یک استاد کمونیست دانشکده الهیات زودتر از موعد مقرر بازنشسته می‌شود. همچنین در این سالها وی با همکاری تنی چند از شخصیتهای روحانی، جامعه روحانیت مبارز تهران را بنیان می گذارد. در سال ۱۳۵۵ به نجف اشرف سفر و ضمن دیدار با امام خمینی درباره مسائل مهم نهضت و حوزه‌های علمیه با ایشان مشورت کرد.
پس از شهادت آیت‌الله سیدمصطفی خمینی و آغاز دوره جدید نهضت اسلامی، استاد مطهری به طور تمام وقت در خدمت نهضت قرارمی‌گیرد و در تمام مراحل آن نقشی اساسی ایفا می نماید. در دوران اقامت حضرت امام در پاریس، سفری به آن دیار کرد و در مورد مسائل مهم انقلاب با ایشان گفتگو می‌کند و در همین سفر امام‌خمینی ایشان را مسؤول تشکیل شورای انقلاب اسلامی می‌نماید.
هنگام بازگشت امام‌خمینی به ایران مسؤولیت کمیته استقبال از امام را شخصاً به عهده می‌گیرد و تا پیروزی انقلاب اسلامی و پس از آن همواره در کنار رهبر عظیم‌الشأن انقلاب اسلامی و مشاوری دلسوز و مورد اعتماد برای ایشان بود.
مرتضی‌مطهری، سه‌شنبه ۱۱ اردیبهشت سال ۱۳۵۸ به وسیله گروهک فرقان به شهادت رسید و امام و امت اسلام را در حالی که امیدها به آن بزرگ‌مرد بسته بودند در ماتمی عظیم فروبرد.
برخی از آثار استاد شهید آیت‌الله مطهری:
۱ ـ علل گرایش به مادیگری
۲ ـ سیری در نهج‌البلاغه
۳ ـ انسان و سرنوشت
۴ ـ داستان و راستـان (۲ ج)
۵ ـ نظام حقوق زن در اسلام
۶ ـ مساله حجاب
۷ ـ خـدمات متقابل اسلام و ایران
۸ ـ قیام و انقلاب مهدی (عج) از دیدگـاه فلسفـه تاریخ
۹ ـ نهضت های اسلامـی در صد ساله اخیر
۱۰ـ انسان و ایمان، جامعه و تاریخ، جهان‌بینی تـوحیدی ـ وحی و نبـوت، انسان در قرآن، زنـدگـی جاویـد یا حیات اخروی
۱۱ ـ عدل الهی
۱۲ ـ گفتـاری دربـاره جمهوری‌اسلامی
۱۳ ـ کتاب سوزی ایران و مصر
۱۴ ـ ده گفتـار
۱۵ ـ بیست گفتـار
۱۶ ـ امـدادهـای غیبـی در زنـدگـی بشـر
۱۷ ـ جـاذبه و دافعه علی علیه السلام
۱۸ ـ آشنایـی با قـرآن
۱۹ ـ آشنـایـی بـا قـرآن (تفسیـر سـوره هـای حمـد و بقره)
۲۰ ـ گفتارهای معنوی
۲۱ ـ احیای تفکر اسلامی
۲۲ ـ هدف زندگی
۲۳ ـ انسان کامل
۲۴ ـ جهاد و مـوارد مشـروعیت آن در قرآن
۲۵ ـ اسلام و مقتضیات زمان
۲۶ ـ حق و بـاطل (به ضمیمه احیـای تفکـر اسلامـی)
۲۷ ـ حماسه حسینی ۳ جلد
۲۸ ـ مجموعه گفتارها
۲۹ ـ سیره نبوی
۳۰ ـ تکامل اجتماعی انسان
۳۱ ـ پیـرامـون انقلاب اسلامـی
۳۲ ـ آشنـایـی بـا علـوم اسلامـی (۴ج)
۳۳ ـ تعلیم و تربیت در اسلام
۳۴ ـ شرح منظومه (۲ ج)
۳۵ ـ ماهیت نهضت امام حسین(ع)
۳۶ ـ مقالات فلسفی
۳۷ ـ ختم نبوت
۳۸ ـ اخلاق جنسی
۳۹ ـ ولاهـا و ولایتها
۴۰ ـ پیامبر امی
۴۱ ـ الغدیر و وحدت‌اسلامـی
۴۲ ـ مشکل اساسی در سازمان روحانیت
۴۳ ـ خـدای جـان و جهان
۴۴ ـ جهان‌بینـی الهی و جهان‌بینـی مـادی
۴۵ ـ سیر فلسفه در اسلام
۴۶ ـ پاورقـی بر اصـول فلسفه و روش رئالیسـم تالیف مرحـوم علامه طباطبایی
۴۷ ـ التحصیل بهمن یار، استاد، ایـن کتاب را تصحیح و بر آن تعلیق زده‌اند
۴۸ ـ انسان و فطرت