杭州府海宁州硖石镇人。以字行，晚号澹宁，笔名飞生、余一。名字出自《周易·震卦》“震惊百里”。祖父蒋光煦（号沐公）是著名的藏书家、刻书家，建“别下斋”藏书楼一座，贮书10万册，刻印《别下斋丛书》、《涉闻梓旧》等多种书籍流传于世。父亲蒋学烺（号壶隐），因生下来缺左臂，沐公不喜欢他，送他到寺庙出家做小沙弥。长大还俗学医，悬壶济世，娶浙江海盐秀才、名医杨笛舟的独生女杨镇和为妻。她是贤妻良母，又通文墨，成为蒋百里的启蒙老师。
蒋百里13岁时父亲亡故，与母亲相依为命。出家人不能归族，其父未得到遗产，家庭生活困苦。其时蒋百里的叔父蒋世一延请老秀才倪勤叔给自己的孩子授业。喜欢读书的蒋百里经常溜到书房里去听讲，倪勤叔见他聪慧，顿生爱才之心，知道他家境清寒，就对他的母亲说：“这孩子是可造之才，我愿教百里读书，不收‘束修’（按当时的习俗，未做诗文的学生每年6元至8元大洋，已开笔的8元至12元）。”从此穷学生就从倪勤叔读书，学习诗文。蒋百里过目不忘，除了能熟背四书五经，课余还读《水浒传》、《三国演义》、《西游记》、《封神榜》等古典小说，爬上茶馆茶桌，手舞足蹈，绘声绘色地讲上述故事给茶客听，被誉为“神童”。
中日甲午之战，深深地刺激了蒋百里。15岁时他经常手捧《普天忠愤集》，挑灯夜读，读至热血沸腾处，放声痛哭，泪如雨下，立誓为国效命。1898年，戊戌变法，16岁的蒋百里考中秀才。受维新思想的影响，渴望读到新书。恰逢双山学院购进了四大橱经、史、子、集和时务、策论、算学、格致等书。听到这个消息，蒋百里真如穷人得着了宝藏，请求老师早一二小时放学，让他到双山书院中看书。蒋百里如饥似渴地吸吮知识，以研读文学一类为多。[1]
1900年春，蒋百里18岁时，应同邑桥镇孙氏之请，聘为塾师。不久在方雨亭县令的介绍下，蒋百里到林迪臣创办的求是书院（浙江大学前身）就读深造，同学中有钱学森之父钱均夫等人。1901年，方县令、林知府、陈监院（陈仲恕）3人共同出资，送蒋百里东渡日本留学。光绪卅一年（1905年）日本陆军士官学校步科第三期毕业班毕业。
1902年，中国留日学生已达3000人左右，大多思想激进，倾向革.命。同年，蒋百里当选为中国留日学生大会干事，并组织“浙江同乡会”，又于1903年2月创办大型综合性、知识性杂志《浙江潮》。该杂志32开本，月刊，每期约8万字，行销国内，鲁迅先生积极支持《浙江潮》，每期都寄回国内让亲友阅读，他的第一批作品《斯巴达之魂》等，即发表于《浙江潮》。身系上海狱中的章太炎先生的诗文也在该刊登载，《狱中赠邹容》一诗万人争诵。
百里将军对日本人的军事评价不高，但是他后半生和日本结缘不少。他是历民zf对日作战计划的主要设计者，他编著的《国防论》成为整个第二次世界大战中中国军队的战略指导依据。在这部让蒋百里耗尽心血的千钧之作的扉页上，将军饱含深情地写下了这样的字句：“千言万语化作一句话，中国是有办法的。”八年抗战的战场上，无数百里将军在保定军官学校、在陆军大学带出来的国防军子弟浴血沙场，成为中国军队高层指挥官的柱石。
蒋百里为《浙江潮》所写的发刊词，情文并茂，传诵一时。他又以飞生、余一等笔名，发表《国魂篇》、《民族主义论》等长篇论文连载，宣扬民主革.命，提倡民族精神。立论独到，条理清晰，文辞流畅，感情奔放，颇类梁启超文笔；而他倾向革.命，又不同于梁启超的改良主义，颇受读者注意。
1906年留学德国。武昌起义后，任浙江都督府总参议。1912年任保定陆军军官学校校长，1913年，任袁世凯总统府一等参议。1917年，任黎元洪总统府顾问。1919年五四运动爆发时，蒋百里正与梁启超等一起去欧洲考察。次年春回国，正值国内提倡新文化，一时如风起云涌。梁启超深感于欧洲的文艺复兴，决心放弃政治生涯，全力从事新文化运动，蒋百里积极参与，成了梁氏最得力的助手，号称“智囊”。他不仅出主意，更著书立说，成为新文化运动的战将。1923年同胡适组织新月社。1925年任吴佩孚部总参谋长。1933年赴日考察，认为中日大战不可避免，拟定多种国防计划．呼吁国民zf备战。1935年，任军事委员会高等顾问。1936年赴欧美考察，回国后倡议发展空军。1937年9月，他以蒋介石特使身份出访意、德等国，回国后发表《日本人》及《抗战基本观念》，断定日本必败，中国必胜。1938年8月代理陆军大学校长。