Мустафа Джемілєв народився 13 листопада 1943 року у селі Ай-Серез поблизу міста Судак, що знаходиться на Кримському півострові, у сім'ї Абдульджеміля та Махфуре Мустафаєвих, на той час Крим перебував під німецькою окупацією. Після приходу радянських військ, 18 травня 1944 року, разом з усім кримськотатарським народом Мустафа та його сім'я були депортовані радянською владою до Узбекистану. До дванадцяти років Джемілєв разом зі своєю сім'єю проживав під адміністративним наглядом в Андижанській області. У 1955 році вони переїхали до міста Андижана, а вже наступного року — до Мірзачуєва (нині Ґулістан).
У 1959 році Мустафа закінчив середню школу й намагався вступити на східний факультет Середньоазійського державного університету, проте через заборону приймати до університету кримських татар йому це не вдалося.
1962 року Мустафа поступив на гідромеліоративний факультет Ташкентського інституту інженерів іригації та механізації сільського господарства.
У віці 16 років Джемілєв, працюючи токарем на Ташкентському авіаційному заводі, брав участь у нелегальній молодіжно-студентській організації «Спілка кримськотатарської молоді», куди входили кримськотатарські студенти та робітники.
1961 г. - один із засновників, керівник відділення Союзу кримськотатарської молоді в Ташкенті.
У травні 1966 року Мустафу засуджено на півтора року позбавлення волі через його відмову служити у Радянській армії з політичних мотивів, після чого його відправили у табір під Ташкентом.
Протягом 1966-1983 гг. был шесть раз арестован. Имеет семь судимостей, провел в заключении 15 лет за "распространение взглядов, порочащих советский строй".
Після завершення другого терміну в 1972-1974 рр. проживав під гласним адміністративним наглядом в Гулістані, працюючи інженером в радгоспі. Під час одного з судових процесів в 1975-1976 рр. провів 303-денне голодування в Омській тюрмі (його годували примусово через зонд).
Під час відбування чергового терміну з березня 1979 року перебував в Колимі в селищі Зірянка, працював на кисневої станції. До Джемілєва приїхала його майбутня дружина Сафінар, там же народився спільний син. У лютому 1983 року був звільнений і разом з дружиною і дитиною після майже 39-ти років заслання переїхав до Криму і оселився у знайомих, що жили в місті Саки. Однак через три дні вони були видворені з півострова, їх перевозили з міста в місто. Після пікету кримських татар на підтримку Джемілєва його відпустили, і він з сім'єю повернувся в Узбекистан в місто Янгиюль під наглядом МВС. Там працював слюсарем і різноробочим.
У тому ж році заснував і був редактором нелегального "Інформаційного бюлетеня ініціативної групи кримських татар ім. Муси Мамута".
У 1986 році був остаточно звільнений, а в 1987-му переїхав до Бахчисараю. З 1987 по 1989 рр. керував Центральної ініціативною групою національного руху кримських татар. У 1989-1991 рр. очолював Організацію кримськотатарського національного руху.
У червні 1991 року зібрався Курултай кримськотатарського народу, на якому обрано президію цієї організації - Меджліс кримськотатарського народу. Головою Меджлісу був обраний Джемілєв, який займав цю посаду до листопада 2013 року.
З 1999-го - голова Ради представників кримськотатарського народу.
Джемілєв - лауреат заснованої муніципалітетом м Ізміра (Туреччина) щорічної міжнародної премії в галузі прав людини (1995).
У 1998 р за правозахисну діяльність став лауреатом щорічної премії Верховної Комісаріату ООН у справах біженців імені Ф. Нансен. Двічі висувався на здобуття Нобелівської премії миру: у 2009 році його кандидатуру висунув Перший Всесвітній конгрес кримських татар, в 2011 році - Товариство захисту пригноблених народів.
В середині 1990-х зблизився з Народним рухом України. У 1998 р вперше став народним депутатом України, входив до фракції Народного Руху України. На парламентських виборах 2002 року пройшов до парламенту під № 28 виборчого списку Блоку «Наша Україна», до складу якого входив Народний рух.
У 2006 році став депутатом Верховної Ради від «Нашої України» (№ 45 виборчого списку). На парламентських виборах 2007 року Джемілєв обирався в парламент під номером 27 виборчого списку Блоку «Наша Україна - Народна Самооборона». Був головою підкомітету з питань корінних народів, національних меншин, етнічних груп, депортованих народів і нацменшин комітету ВР з питань прав людини, нацменшин і міжнаціональних відносин.
На парламентських виборах 2012 року потрапив до парламенту за списком ВО «Батьківщина» під № 12, де вказано як безпартійний. Є членом комітету ВР з питань прав людини, національних меншин і міжнаціональних відносин.
У 2014 році на дострокових виборах до Верховної Ради балотувався за списками Блоку Петра Порошенко під №5. З листопада 2014 року народний депутат Верховної Ради України VIII скликання.
На дострокових парламентських виборах 2019 року обраний народним депутатом Верховної Ради IX скликання від партії Європейська солідарність, № 6 в партійному списку.
Член Комітету Верховної Ради України з прав людини, деокупацію і реінтеграції тимчасово окупованих територій в Донецькій, Луганській областях та Автономній Республіки Крим, міста Севастополя, національних меншин і міжнаціональних відносин.
Член Постійної делегації в Парламентській асамблеї Організації Чорноморського економічного співробітництва.
Під час кримської кризи Джемілєв займав позицію недоторканності кордонів України і не визнав референдум. У березні 2014 року провела телефонну розмову з президентом Росії Володимиром Путіним, яка не спростовував присутність російських військ у Криму і заявив, що самопроголошення незалежної України не відповідало нормам, що передбачають процедуру виходу зі складу СРСР.
Після анексії Криму Росією 22 квітня російська влада заборонили йому в'їзд на територію півострова (і Росії в цілому) до 2019 року. 2 травня його не пустили в Москву, а потім не пропустили і в Крим.
Проти повернення і, особливо, можливої діяльності екс-голови меджлісу виступає керівник нинішнього уряду Криму Сергій Аксьонов.
Дружина Сафінанр - глава Ліги кримськотатарських жінок. Є дочка і два сини.
01.10.2019