Deniz Baykal, 20 Temmuz 1938 senesinde Antalya’da dünyaya geldi. Hüseyin Hilmi Bey ile Feride Hanım’ın oğludur. 1952 senesinde Antalya Atatürk Ortaokulundan, 1955 senesinde Antalya Lisesi’nden mezun oldu.
1959 senesinde Ankara Üniversitesi Hukuk Fakültesi’ni bitirdi. Ankara Üniversitesi Siyasal Bilgiler Fakültesi’ne 1960 senesinde asistan olarak girdi. 1963’te doktora çalışmalarını bitirdiktan sonra iki yıl Rockefeller Foundation bursu ile ABD’de kaldı ve Columbia Üniversitesi ile Berkeley Üniversitesi’nde çalışmalarını sürdürdü.
Deniz Baykal, siyasetle 1960’lı senelera doğru Demokrat Parti iktidarına karşı gelişen öğrenci hareketlerine katılmakla tanışan Baykal, 14 Ekim 1973 tarihinde yapılan genel seçimlerde 185 milletvekili kazanarak birinci olan Cumhuriyet Halk Partisi’nden Antalya milletvekili seçildi.
Seçimlerden sonra 1974’te Bülent Ecevit başbakanlığında kurulan CHP-MSP koalisyon hükümetinden Maliye Bakanı oldu. 1978’de kurulan 3. Ecevit hükümetinde ise Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı yaptı. Deniz Baykal bu sürede CHP parti meclisi ve merkez yürütme kurulu, genel sekreter yardımcılığı görevlerinde bulundu. 1979 Ekim ara seçimlerinden sonra toplanan müthiş CHP kurultayında parti yönetimini ağır bir biçimde eleştirdi.
12 Eylül 1980 askeri müdahalesinden sonra bir süre Ankara’da Ordu Dil Okulu’nda gözetim altında tutuldu. 1982 Anayasası’nın 5 yıl süreyle siyasi yasağı getirdiği politikacılar içinde yer aldı. 1983 senesinde siyasal partilerin kurulmasına izin verilmesinden sonra “yasaklı olmalarına rağmen faaliyetlerini sürdürdüğü” gerekçesiyle bir grup ileri gelen CHP’li ve AP’li politikacıyla birlikte Çanakkale Zincirbozan Askeri Tesisleri’nde 2. kez gözetim altına alındı. Eylül 1987’deki genel seçimlerde SHP’den Antalya milletvekili seçildi. SHP’de önce grup başkanvekilliği ardında da genel sekreterlik görevlerinde bulunan Baykal, Haziran 1988’de vazifeye başladığı genel sekreterlikten 10 Eylül 1990’da istifa etti. Bu zamanda demokratikleşme çabalarına ilişkin bir rapor hazırlattı (Temmuz 1990). SHP’de bu süreden başlayarak olağan ve müthiş kurultaylarda Genel Başkan Erdal İnönü’nün üç defa karşısına çıktı fakat başarılı olmadı. Genel Sekreterlikten istifasından sonra SHP parti içi muhalefetinin önderi oldu.
Deniz Baykal, Antalya milletvekili olarak Türkiye Avrupa Birliği Karma Parlementolararası Komitesi eşbaşkanlığını yürüttü. Avrupa Konseyi Parlementerler Meclisi kullanıcı hesabıne seçildi. TBMM Dışişleri Komisyon kullanıcı hesabınde bulundu. Temmuz 1992’de kapatılan siyasi partilerin açılmasına izin veren yasanın sağladığı imkanla 9 Eylül 1992 tarihinde toplanan CHP Kurultayında Genel Başkanlığa seçildi. Atatürk ve İsmet İnönü’den sonra Deniz Baykal da tıpkı onlar gibi 54 yaşında genel başkan oldu.
1994 yerel seçimlerine üç parça halinde (SHP, DSP, CHP) katılan sol partiler birleşme arayışlarına başladılar. DSP baştan olumsuz yanıt verdi. SHP bu karara olumlu yaklaştı. SHP ve CHP 18 Şubat 1995’te toplanan kurultayda birleşti. CHP Genel Başkanı Deniz Baykal bu kurultayda genel başkanlığa aday olmadı. 9 Eylül 1995 tarihinde birleşmeden sonra yapılan CHP Olağan Kurultayında genel başkanlığa seçildi. 30 Ekim 1995 tarihinde kurulan DYP-CHP koalisyon hükümetinde Başbakan Yardımcılığı ve Dışişleri Bakanlığı görevlerini üslendi. Deniz Baykal, bir tek şartla kerhen bu koalisyonu kurdu, o da hemen erken seçim olması idi. Türkiye 24 Aralık 1995’te erken seçimlere gitti.
Deniz Baykal, 24 Aralık 1995 tarihinde milletvekili genel seçimlerinde yeniden Antalya milletvekili oldu. Seçimleri takiben 53. Hükümetin (ANAP-DYP koalisyonu) kurulmasıyla Dışişleri Bakanlığı ve Başbakan Yardımcılığı görevlerinden ayrıldı. 23 Mayıs 1998 tarihinde yapılan Cumhuriyet Halk Partisi 27.Olağan Kurultayında genel başkanlığa 3. kez seçildi. 18 Nisan 1999 seçimlerinde Cumhuriyet Halk Partisi ve Deniz Baykal ilk kez seçim sonuçlarıyla parlamento dışında kaldılar. 22 Nisan 1999 tarihinde alınan seçim sonuçları sebebiyle istifa eden Baykal, 30 Eylül 2000 tarihinde Ankara’da toplanan Cumhuriyet Halk Partisi 11. Olağanüstü Kurultayında yeniden seçilerek üçüncü kez CHP Genel Başkanı oldu.
Deniz Baykal, 3 Kasım 2002 Türkiye genel seçimlerinde CHP %19.4 oyla 177 milletvekili kazanarak TBMM’ye girdi. Deniz Baykal Antalya milletvekili seçilmişti. Baykal, 22. Dönem TBMM’de Ana muhalefet partisi genel başkanı olarak görev yaptı. 2003 Ekim ayında 30.Kurultayda tekrar genel başkanlığa seçildi. 2004 Temmuz ayında muhaliflerden Mustafa Sarıgül’e karşı müthiş kurultayda güvenoyu aldı.
Deniz Baykal, 29 Ocak 2005 tarihinde yapılan CHP Olağanüstü Kurultayı’nda, rakibi Mustafa Sarıgül’ü yenerek genel başkanlık görevine sürdü. 19-20 Kasım’da toplanan 31.Olağan Kurultayda 1158 oyun tamamını alarak tekrar genel başkanlığa seçildi. 2007 seçimlerinden önce CHP’nin de içinde olduğu sol ittifakı, 22 Temmuz 2007’de yapılan Genel Seçimleri’nde %20,8 oy aldı.
Deniz Baykal 26 Nisan 2008’de yapılan CHP 32. Olağan Kurultayı’nda 1231 delegeden 1021’inin oyunu alarak tekrar genel başkan seçildi. 10 Mayıs 2010 tarihinde, internet yoluyla gündeme gelen, kendisi ve bir kadın milletvekilinin içinde olduğu söylenen gizli kamera fotoğraflarıne meydan okumak için genel başkanlık görevinden istifa ettiğini açıkladı. Yerine, Kemal Kılıçdaroğlu genel başkan seçildi.
Deniz Baykal, halen CHP milletvekili olarak TBMM’de bulunmaktadır.