Родился в Полтаве. Учился в Полтавской духовной семинарии. В 1900 году вступил в Революционную украинскую партию. Работал журналистом, придерживался лево-националистических взглядов, был одним из основателей и лидеров Украинской социал-демократической рабочей партии.
Летом (по другим сведениям осенью) 1902 года С. Петлюра переехал на Кубань, где сначала устроился на работу учителем, однако выяснилось, что с его семинаристским образованием он мог преподавать только в церковных школах, обучение в которых было весьма плохо поставлено. Через несколько месяцев С. В. Петлюра был арестован за революционную деятельность и после этого не мог работать учителем[неавторитетный источник?]. Зная об этом, его пригласил к себе помощником Ф. А. Щербина, который в тот момент работал с архивом Кубанского казачьего войска для написания фундаментального труда «История Кубанского Казачьего Войска». Петлюра получил исключительно положительную оценку Ф. А. Щербины за эту работу. Кроме того, известно несколько его печатных работ в местной периодической печати и в сборниках. В это же время печатается его исследование по истории Кубани в «Литературно-научном вестнике».
О выдающемся усердии и трудолюбии С. В. Петлюры при работе в кубанских архивах и его вкладе в их изучение писал в 1952 году последний премьер-министр Кубанской народной республики Василий Иванис.
Среди его публицистических работ есть статья об известном кубанском историке, первом секретаре Кубанского статистического комитета, председателе Кавказской археографической комиссии Е. Д. Фелицыне, с которым С. Петлюра был лично знаком.
Петлюра пробыл на Кубани не более двух лет. Будучи под угрозой очередного ареста за свою революционную деятельность был вынужден уехать с Кубани. С. В. Петлюра в дальнейшем посвятил Кубани ряд своих работ, напечатанных как в публицистических, так и в научных изданиях.
Уже гораздо позже, в 1912 году, и находясь далеко от Кубани, С. В. Петлюра, став редактором журнала «Украинская жизнь», поместил в нём ряд публикаций о Кубани, авторами которых были как он сам, так и кубанские корреспонденты журнала.
С. В. Петлюра симпатизировал Кубани не случайно, поскольку кубанцы благосклонно относились к Украине.[неавторитетный источник?].
В годы Первой мировой войны работал во «Всероссийском союзе земств и городов», созданном в 1914 году для помощи правительству Российской империи в организации снабжения армии.
После провозглашения Украинской Народной Республики стал генеральным секретарём военных дел нового правительства, но вскоре был отправлен в отставку (по другим данным, ушёл сам). Участвовал в боях против красногвардейцев. В декабре 1917 года из добровольцев, преимущественно старшин и казаков киевских военных школ, сформировал военную часть Гайдамацкий кош, став его атаманом.
После установления диктатуры гетмана Скоропадского (Украинской Державы) был в оппозиции к новому режиму. В ноябре 1918 года участвовал в восстании против Скоропадского, 14 декабря его ополченцы заняли Киев. Украинская Народная Республика была восстановлена, её главой стал Владимир Винниченко.
С 10 февраля 1919 года, после отставки Винниченко, Петлюра фактически стал единоличным правителем Украины. Весной того же года, пытаясь остановить захват Красной Армией всей территории Украины, реорганизовал армию УНР. Вел активные переговоры с представительством Антанты о возможности совместных действий против большевистской армии, однако успехов не достиг.
21 апреля 1920 года, после падения Западно-Украинской народной республики, Симон Петлюра от лица УНР заключил договор с Польшей о совместном походе на Киев, с целью изгнания советских войск. В обмен на поддержку УНР согласилась на установление границы между Польшей и Украиной по реке Збруч, тем самым признав вхождение Галиции в состав Польши.
Профессор Ягеллонского университета Ян Яцек Бруский на страницах украинской газеты «День» так оценил соглашение Пилсудского-Петлюры от 1920 года:
После разгрома и изгнания польско-петлюровских войск с Украины был подписан Рижский мирный договор, и Петлюра эмигрировал в Польшу. В 1923 году СССР потребовал от Варшавы выдачи Петлюры, поэтому он переехал в Венгрию, затем в Австрию, Швейцарию и в октябре 1924 года — во Францию.
Петлюра был убит 25 мая 1926 года в Париже С. Шварцбардом — уроженцем города Измаил. Согласно некоторым источникам, убийца был анархистом, лично знакомым с Нестором Махно, с которым накануне убийства Петлюры он попытался поделиться своими планами. Согласно воспоминаниям самого Махно, тот попробовал отговорить Шварцбарда от убийства и даже предупредить Петлюру, но тщетно. Позже Нестор Махно согласился выступить на суде по делу Шварцбарда и свидетельствовать в пользу Петлюры, отрицая, в частности, антисемитизм украинского лидера.
Сам Шварцбард в своих первых признаниях французской полиции говорил, что слышал о жестоких погромах от единоверцев, которых встретил в 1917 году по дороге из Петербурга в Одессу. Об этом свидетельствуют публикации во французской прессе того времени: в газетах «Еко де Пари», «Пари-Миди» и других. Aдвокат Шварцбарда, Анри Торрес выдвинул иную версию защиты: про 15 родственников Шварцбарда, включая родителей, убитых на Украине петлюровцами во время еврейских погромов (об этом также пишет Еврейская энциклопедия). Торрес обосновывал личную ответственность Симона Петлюры за погромы украинских евреев тем фактом, что Петлюра как глава государства нес ответственность за все проиходящее на контролируемой им территории.
Соратники и близкие Петлюры представили на процессе более 200 документов, свидетельствовавших, что Петлюра не только не поощрял антисемитизм, но и жёстко пресекал его проявления в своей армии. Однако они не были приняты во внимание, так как адвокат Торрес показал, что большинство их были составлены постфактум, после изгнания петлюровцев с Украины и ни один не был подписан Петлюрой лично.
Украинский историк Дмитрий Табачник, посвятивший несколько работ убийству Петлюры, ссылается на еврейского историка Семёна Дубнова, который утверждал, что в архивах Берлина находится около 500 документов, доказывающих личную причастность Петлюры к погромам . Аналогично высказался на процессе историк Чериковер .
Французским судом присяжных Шварцбард был полностью оправдан.
По свидетельству соратников Симон Петлюра, якобы, как мог, старался пресекать погромы и жестоко наказывал тех, кто в них участвовал. Например, 4 марта 1919 год петлюровский «атаман» Семесенко, 22-х лет от роду, отдал своей «Запорожской Бригаде», квартировавшей около Проскурова, приказ истребить всё еврейское население в городе — Семесенко накануне погрома заявлял, что покоя в стране не будет, пока там останется хоть один еврей. 5 марта вся «бригада», из 500 человек, разделившись на три отряда, с офицерами во главе, вступила в город и начала убивать евреев. Врывались в дома и зачастую вырезали целые семьи. За целый день, с утра до вечера, было убито больше тысячи человек, считая женщин и детей. Убивали исключительно холодным оружием. Единственный человек, убитый пулей, был православный священник, который, с крестом в руках, пытался остановить изуверов. Через несколько дней Семесенко наложил на город контрибуцию в 500 тысяч рублей и, получив её, поблагодарил в приказе «украинских граждан Проскурова» за оказанную ими «Народной Армии» поддержку. Сообщалось, что из-за этого 20 марта 1920 года по приказу Петлюры он был расстрелян
Однако выступавшие на процессе Шварцбарда свидетели А. Хомский и П. Ланжевен показали, что «суд» и «приговор» были инсценированы, а сам Семесенко тайно освобожден по указанию Петлюры.
16 мая 2005 года Президент Украины Виктор Ющенко подписал Указ об увековечивании памяти Симона Петлюры (наряду с другими деятелями УНР) и установке ему памятников в городе Киеве и других.. Однако по состоянию на 2012 год в Киеве нет памятника Петлюре.
При президенте Ющенко планировалось установить памятник Симону Петлюре в центре Киева, на пересечении Владимирской улицы и бульвара Тараса Шевченко. Однако это не было сделано.
23 мая 2007 года в Полтаве прошла церемония открытия памятного знака Симону Петлюре. Мероприятие сопровождалось стычками между милицией с одной стороны, а также коммунистами и членами правых партий — с другой. В церемонии закладки памятного знака приняли участие глава Полтавской областной государственной администрации Валерий Асадчев, народный депутат Николай Кульчинский, первый заместитель председателя Полтавской ОГА Иван Близнюк, заместитель главы Полтавского облсовета Петр Ворона и заместитель председателя УНП Иван Заець. В своем выступлении Валерий Асадчев заявил: «Когда на месте камня будет сооружён первый на Украине памятник Петлюре, то его открытие будет событием всеукраинского масштаба».
Сведения предоставлены Национальной библиотекой Украины.