NSND Trần Hiếu sinh ngày 23 tháng 4 năm 1936 tại Tam Hiệp, Quốc Oai, Hà Tây (nay là Phúc Thọ, Hà Nội). Là anh cả trong một gia đình hoạt động nghệ thuật có tiếng trong nước (anh trai của nhạc sĩ Trần Tiến và là cha đẻ của ca sĩ Trần Thu Hà), ông theo đuổi dòng nhạc trữ tình cách mạng với phong cách biểu diễn hài hước, duyên dáng và được rất nhiều khán thính giả yêu thích.
Những ca khúc làm nên tên tuổi của NSND Trần Hiếu trong những ngày đầu hoạt động âm nhạc phải kể đến: Con voi (Nguyễn Xuân Khoát), Hò kéo pháo (Hoàng Vân), Lãnh tụ ca (Lưu Hữu Phước), Tôi là Lê Anh Nuôi, Anh quân bưu vui tính (Đàm Thanh)... Ngoài biểu diễn, ông còn giảng dạy thanh nhạc và ngồi ghế giám khảo nhiều cuộc thi ca hát.

NSND Trần Hiếu biểu diễn cùng em tra là Nhạc sĩ Trần Tiến và con gái Trần Thu Hà
Về quá trình hoạt động âm nhạc, từ tháng 8 năm 1945 (10 tuổi), ông đã bắt đầu đi hát. Năm 1954, sau khi tốt nghiệp khoa thanh nhạc trường Âm nhạc Việt Nam (nay là Nhạc viện Hà Nội), ông về làm ca sĩ đơn ca tại Nhà hát Ca múa nhạc Trung ương, sau đó du học ở Nhạc viện Sofia (Bulgaria) trong 3 năm. Ngoài ca hát, ông còn đóng vai chính trong nhiều vở nhạc kịch của Việt Nam và nước ngoài như: Người tạc tượng, Eugene Oneguine,Ruồi Trâu... và đi lưu diễn ở nhiều nước trên thế giới.
Từ 1991 - 1998, ông giảng dạy môn thanh nhạc tại Nhạc viện Hà Nội và cho ra đời công trình nghiên cứu: “Sức mạnh của ngôn ngữ trong tiếng hát Việt Nam” (1981) và nhiều công trình khác về Dân ca Việt Nam, Hát cho trẻ em và nhiều Giáo trình về nhạc cổ điển và nhạc nhẹ. Năm 1988 ông được Nhà nước phong tặng Nghệ sĩ ưu tú và đến năm 1997 được phong danh hiệu Nghệ sĩ nhân dân.

Nhạc sĩ Trần Hiếu hát cùng các cựu chiến binh trên chuyến bay từ TP HCM ra Hà Nội nhân dịp Quốc khánh 2/9/2015
Là người theo đuổi con đường nghệ thuật trong suốt 70 năm, từng hát nhiều ca khúc, biểu diễn nhiều nơi, để lại nhiều ấn tượng tốt đẹp cho người hâm mộ. Đến nay NSND Trần Hiếu đã có nhiều đóng góp quý báu cho nền âm nhạc nước nhà và dù đã 80 tuổi nhưng ông vẫn say mê với âm nhạc, hình ảnh một người nghệ sĩ có chất giọng truyền cảm với phong cách biểu diễn duyên dáng, dí dỏm, độc đảo vẫn thu hút bao thế hệ người Việt.


NSND Trần Hiếu nhận bằng xác lập Kỷ lục Việt Nam tại Hội ngộ Kỷ lục gia lần thứ 31