Родился в семье торговца. В 1899 г. поступил в училище и присоединился к группе учащихся, которой руководили социал-демократы. Участвовал в революции 1905—1907 годов в Казани. В это же время становится членом марксистского кружка (1906) и поступает на экономическое отделение Петербургского политехнического института. В 1912 г. переводится на юридический факультет Петербургского психоневрологического института, где встречается с Владимиром Бехтеревым, Михаилом Фрунзе, Яном Гамарником и Ларисой Рейснер. Организует кружок студентов-мусульман. В 1916 г. отчислен за неуплату взноса за обучение.
После Февральской революции снова в Казани, где организует и руководит Мусульманским социалистическим комитетом. Ведет антивоенную и революционную пропаганду с помощью печатного органа МСК газеты «Красное знамя» (тат. Кызыл байрак).
В октябре 1917 г. становится членом казанского ВРК и участвует в установлении советской власти в городе. Избран членом Учредительного собрания. Выехал в Петроград для участия в деятельности собрания. Там встречался с Лениным и по его совету 17 января 1918 г. возглавил Комиссариат по делам мусульман Внутренней России.
Во время деятельности в коллегии Наркомнаца подписал Положение о Татаро-Башкирской Советской Республике и стал инициатором созыва первой Всероссийской конференция рабочих-мусульман. Направляет в Казань отряд матросов для ликвидации Забулачной республики. В июле 1918 г. назначен чрезвычайным комиссаром по продовольствию в Поволжье. В августе выезжает в Казань для мобилизации сил против белых. После занятия города белочехами арестован и казнен.
В 1962 г. имя Вахитова получила площадь, на которой расположен бывший завод Крестовниковых, который ещё ранее стал Химкомбинатом имени Вахитова (ныне - Нефис-Косметикс). В 1973 г. в честь Мулланура Вахитова был назван городской район, занимавший восточную часть центра города, который в 1995 г. был увеличен и охватил весь центр. Также в честь революционера названа железнодорожная станция Вахитово в центре города и новая улица, часть Малого Казанского кольца. В 1985 г. на центральной площади Казани (тогда - Куйбышева, ныне - Тукая) на холме был установлен величественный памятник Вахитову, который ныне предполагается перенести на площадь Вахитова.