Nguyễn Lương Bằng sinh ra vào ngày 3 tháng 1 năm 1921 tại Hà Nội. Ông bắt đầu học nhạc từ nhỏ, và sớm thể hiện năng khiếu âm nhạc của mình. Năm 1938, ông thi vào Trường Âm nhạc Đông Dương (nay là Học viện Âm nhạc Quốc gia Việt Nam) và tốt nghiệp vào năm 1942.
Sau khi tốt nghiệp, Nguyễn Lương Bằng bắt đầu sáng tác nhạc. Bài hát đầu tiên của ông, Hát về anh, được sáng tác vào năm 1944. Bài hát này nhanh chóng trở nên phổ biến, và giúp Nguyễn Lương Bằng được biết đến như một nhạc sĩ tài năng.
Trong suốt sự nghiệp của mình, Nguyễn Lương Bằng đã sáng tác hơn 500 bài hát. Các bài hát của ông thường mang âm hưởng dân ca, nhưng cũng rất hiện đại và dễ nghe. Một số bài hát nổi tiếng nhất của ông bao gồm Ly rượu mừng, Làng tôi, Bà mẹ Gio Linh, và Bài ca trên đồi cao.
Nguyễn Lương Bằng cũng là một nghệ sĩ biểu diễn tài năng. Ông thường đi lưu diễn khắp cả nước, và những buổi biểu diễn của ông luôn được khán giả đón nhận nồng nhiệt.
Nguyễn Lương Bằng mất vào ngày 27 tháng 2 năm 1985, sau một thời gian dài chống chọi với căn bệnh ung thư. Ông để lại một di sản âm nhạc đồ sộ, và tên tuổi của ông vẫn được nhắc đến như một trong những nhạc sĩ vĩ đại nhất của Việt Nam.