Мустафа Джемилев родился 13 ноября 1943(19431113) в селе Бозкой в степном Крыму.
18 мая 1944 году, вместе со всем крымскотатарским народом, был депортирован из Крыма в Узбекскую ССР. Работал токарем на авиационном заводе в Ташкенте.
В 1969 году он стал одним из учредителей «Инициативной группы защиты прав человека в Советском Союзе».
За антисоветскую деятельность провёл в тюрьмах и ссылке в общей сложности около 15 лет. В середине 1970-х, после возбуждения очередного уголовного дела против него, в знак протеста объявил голодовку, которая при принудительном кормлении через зонд продолжалась десять месяцев. Освобождён в 1986 году.
Дважды выдвигался на соискание Нобелевской премии мира: в 2009 году его кандидатуру выдвинул Первый Всемирный конгресс крымских татар, в 2011 году — Ассоциация защиты репрессированных народов Германии.
В 1989 году Мустафа Джемилев вместе с семьей вернулся в Крым, в город Бахчисарай. Незадолго до этого он был заочно избран председателем Центрального Совета Организации Крымскотатарского Национального Движения (ОКНД). В июне 1991 года впервые за долгое время собрался представительный орган крымских татар — Курултай крымскотатарского народа. Тогда же был избран и президиум этой организации — Меджлис крымскотатарского народа. Председателем Меджлиса был избран Мустафа Джемилев. Эту должность он занимает до сих пор.
В середине 1990-х Мустафа Джемилев сблизился с Народным рухом Украины (НРУ). На парламентских выборах 1998 года он был избран народным депутатом Верховной рады Украины по партийному списку НРУ под номером 9. На парламентских выборах 2002 года Мустафа Джемилев прошёл в парламент под номером 28 избирательного списка Блока «Наша Украина», в состав которого входил Народный рух. На парламентских выборах 2006 года он опять стал депутатом Верховной рады Украины от «Нашей Украины» (в этот раз № 45 избирательного списка). На парламентских выборах 2007 года Мустафа Джемилев избирался в парламент под номером 27 избирательного списка Блока «Наша Украина — Народная Самооборона».