Concluido el segundo grado de la enseñanza primaria en la escuela pública del barrio natal rural, donde sus padres poseían tierras, continuó estudios en los colegios religiosos La Salle y Dolores (ambos en Santiago de Cuba) y Belén (Marianao, La Habana). En este último culminó el Bachillerato en 1945. Ese mismo año inició la carrera de Derecho en la Universidad de La Habana. Mientras cursaba el segundo año (1946-47) editó, en colaboración con Baudilio Castellanos, el periódico mensual Saeta, impreso en mimeógrafo de su propiedad y donde además reproducía conferencias de clases para entregarlas gratuitamente a sus condiscípulos. Durante su permanencia en la Universidad de La Habana (donde se graduó de abogado en 1949), fue dirigente de la Federación de Estudiantes Universitarios (FEU) a diferentes instancias, participó en la frustrada expedición de Cayo Confites (1947) para luchar contra la tiranía de Trujillo en República Dominicana y colaboró en proyecto para celebrar Congreso Latinoamericano de Estudiantes coincidente con la IX Conferencia Panamericana, lo que lo llevó, en unión de Alfredo Guevara y otros, a Colombia, donde fueron partícipes de los sucesos que siguieron al asesinato del líder Jorge Eliecer Gaitán en Bogotá (1948). En ese lapso fue asimismo actor destacado u organizador principal de otras múltiples actividades estudiantiles de rechazo al status quo imperante y en apoyo a otros sectores afectados por la grave crisis que atravesaba el país entonces. Una vez graduado, estableció bufete con otros colegas, dedicado de modo especial a la defensa de opositores al gobierno, obreros y sindicatos, denunció las corrupciones y desmanes del gobierno de Carlos Prío a través del diario Alerta y de las emisoras Radio Alvarez y COCO y se vinculó estrechamente al Partido del Pueblo Cubano (Ortodoxo) que lidereaba Eduardo Chibás, partido por el cual sería candidato a Representante en las elecciones de 1952. El golpe de estado del 10 de marzo de 1952 por Fulgencio Batista, al que condenó en el diario La Palabra y pretendió llevar ante los tribunales, y el cisma en la cúpula dirigente de esta organización tras la muerte de Chibás en agosto de 1951, lo convencieron de la necesidad de buscar nuevas formas de acción para transformar la sociedad cubana. En los días posteriores al golpe imprimió en mimeógrafo y distribuyó clandestinamente su denuncia Revolución no, zarpazo. Se vinculó a jóvenes que editaban el periódico mimeografiado clandestino Son los Mismos, sugirió el cambio de su título por el de El Acusador y fue co-editor de este nuevo órgano, donde firmó sus trabajos sólo con su segundo nombre, Alejandro. Este mismo seudónimo lo utilizaría más tarde en su correspondencia y en mensajes. De aquel grupo saldría el núcleo inicial de jóvenes que bajo su dirección asaltaría los cuarteles orientales Moncada (Santiago de Cuba) y Céspedes (Bayamo) el 26 de julio de 1953 y conformaría después el Movimiento Revolucionario 26 de Julio (M-26-7). En el juicio que se le siguió por la acción asumió su propia defensa. Condenado a 15 años de encarcelamiento comenzó a cumplir la sentencia en la cárcel de Boniato (Santiago de Cuba) y después fue trasladado al Presidio Modelo (Isla de Pinos), donde reconstruyó su autodefensa, que bajo el título La historia me absolverá tuvo su primera publicación y distribución clandestinas en 1954 y desde entonces ha sido editada numerosas veces en Cuba, así como en muchos países y en traducciones a las más diversas lenguas. Tras ser amnistiado en mayo de 1955 gracias a un amplio movimiento popular, desarrolló un intenso quehacer periodístico de carácter político a través del diario La Calle y el semanario Bohemia y en comparecencias radiales y televisivas, a la vez que estructuraba el M-26-7 a escala nacional e internacional. Pero al comenzar a censurársele sus artículos y a cerrársele las vías y medios legales de expresión de sus ideas, apenas dos meses después decidió marchar al exilio en México. Allí trabajó en la preparación de los hombres que lo acompañarían en su intento de iniciar la lucha insurreccional en Cuba, participó en actividades políticas, redactó el Manifiesto número uno del Movimiento 26 de Julio al pueblo de Cuba, que circuló clandestinamente en la isla, y firmó, con José Antonio Echeverría, Presidente de la FEU, el Pacto de México a favor de la unidad de las fuerzas que se oponían a la dictadura batistiana. Además, en 1955 viajó a Estados Unidos en busca del apoyo de los emigrados cubanos en ese país y pronunció discursos en Nueva York y Miami. A fines de noviembre de 1956 partió del puerto mexicano de Tuxpan, en el yate «Granma», con varias decenas de combatientes y el 2 de diciembre desembarcaron en la playa Las Coloradas, próxima a Niquero (Oriente), y se internaron en la Sierra Maestra, donde permaneció por más de dos años al frente del Ejército Rebelde, del que era Comandante en Jefe. En ese lapso diseñó y guió la táctica y la estrategia de la lucha contra la dictadura y por la unidad de acción de las fuerzas opositoras revolucionarias, dirigió personalmente numerosos combates que culminaron en victorias de sus tropas, orientó la creación de nuevos frentes guerrilleros en Oriente y Las Villas, laboró en la preparación de leyes fundamentales que deberían promulgarse una vez alcanzada la victoria, dio a conocer sus ideas, nacional e internacionalmente, a través de medios creados en la propia Sierra Maestra como el periódico El Cubano Libre y la emisora Radio Rebelde y mediante entrevistas realizadas por periodistas cubanos y extranjeros.
Tras el desplome del régimen dictatorial por la fuga de Batista el 1 de enero de 1959, convocó a la huelga general para consolidar la victoria de la Revolución y marchó hacia La Habana, donde entró el 8 de enero. El Gobierno Revolucionario instaurado lo designó primeramente Comandante en Jefe de todas las fuerzas de aire, mar y tierra, y después, a mediados de febrero, Primer Ministro. Inmediatamente comenzó a impulsar la creación de un nuevo aparato estatal, dictó leyes a favor de los sectores más desfavorecidos, entre ellas la Reforma Agraria, que firmó en la Sierra Maestra el 17 de mayo. Además, fundó organismos de nuevo tipo como el Instituto Nacional de Reforma Agraria (INRA, del cual fue su primer Presidente) e instituciones culturales como la Imprenta Nacional de Cuba y el Instituto Cubano de Arte e Industria Cinematográficos, (ICAIC). El anuncio de su renuncia al cargo de Primer Ministro a mediados de julio de 1959 por la obstaculización del Presidente Urrutia a las leyes y medidas revolucionarias, motivó una masiva exigencia popular para que se reincorporara al mismo y forzó la renuncia del presidente. El 26 de julio retomó el cargo. A partir de entonces pudo llevar adelante, desde los primeros años posteriores al triunfo de la Revolución, medidas y actividades de gran envergadura para el desarrollo ulterior del país en todos los órdenes, como la nacionalización de empresas extranjeras, la Reforma Urbana, el desarrollo de la industria nacional y la diversificación agrícola, la Campaña de Alfabetización, la nacionalización y gratuidad de la enseñanza a todos los niveles, la eliminación de la salud pública privada y del deporte profesional, el mejoramiento de las condiciones de vida de los sectores más populares, el establecimiento de vínculos con naciones de todo el orbe y de diferentes sistemas sociales y de gobierno, la incorporación de Cuba al Movimiento de Países No Alineados, la definición de una política exterior independiente, la declaración del carácter socialista de la Revolución (abril de 1961). Logró, además, la unidad de las fuerzas revolucionarias y antimperialistas del país en organizaciones masivas como la Asociación de Jóvenes Rebeldes (AJR), los Comité de Defensa de la Revolución (CDR), las Milicias Nacionales Revolucionarias (MNR), la Unión de Pioneros de Cuba (UPC), la Federación de Mujeres Cubanas (FMC) y otras de carácter más selectivo y político como las ORI, a las que sucedió el PURSC (1961). Redactó textos fundamentales de la historia contemporánea de Cuba y América Latina como los de la Primera (1960) y Segunda (1962) Declaración de La Habana. En abril de 1961 dirigió personalmente a las tropas que derrotaron la invasión mercenaria de Playa Girón, financiada y organizada por Estados Unidos. Su intervención en una reunión con escritores y artistas en la Biblioteca Nacional José Martí en junio de 1961, publicada después bajo el título Palabras a los intelectuales, definió aspectos de la política cultural de la Revolución aún vigentes y facilitó la realización, en agosto de ese mismo año, del Primer Congreso Nacional de Escritores y Artistas de Cuba. Fue miembro del consejo de dirección de Cuba Socialista (1961-67). Desde octubre de 1965, cuando el PURSC tomó el nombre de Partido Comunista de Cuba, (PCC), ha sido miembro de su Comité Central, de su Buró Político y su Primer Secretario. Asimismo, al constituirse la Asamblea Nacional del Poder Popular en 1976, ésta lo eligió Presidente de los Consejos de Estado y de Ministros, cargos en los cuales ha sido ratificado desde entonces. Por sus responsabiliddes al frente del PCC, el Estado y el Gobierno cubanos ha sido el principal orientador e impulsor de las estrategias de desarrollo del país en todos los órdenes, así como el diseñador de la política internacional de la Revolución Cubana. A partir de 1959 ha viajado a infinidad de países de América Latina y el Caribe, Europa, Africa, Asia y América del Norte, para representar a Cuba en congresos y conferencias de los más diversos tipos y organizaciones, así como en otras actividades oficiales y visitas amistosas. De especial significación ha sido su presencia en las cumbres del Movimiento de Países No alineados, que presidió en la sexta celebrada en La Habana (1979). Documentos políticos, discursos, intervenciones, artículos y entrevistas suyos han sido difundidos en libros propios o compilaciones, en filmes y en los más importantes órganos de prensa escrita y emisoras radiales y televisivas de Cuba y de todo el resto del orbe y traducidos a las más diversas lenguas, tanto en Cuba como en el extranjero. Varias universidades de Europa y América Latina le han conferido el título de Doctor Honoris Causa. Ha recibido además múltiples condecoraciones por su labor en pro de las relaciones con otros países, así como el Premio Mijail Sholojov otorgado por la Unión de Escritores de Rusia en 1995.

(selectiva)

• La historia me absolverá (alegato), 1954
• Humanismo revolucionario (discurso), 1959
• Palabras a los intelectuales (discurso), 1961
• Concepto sobre Educación. Discursos de los años 1964-1965, 1966, 2 t..
• Pensamiento marxista, 1971, 2 t..
• Política cultural de la Revolución Cubana: Documentos, 1973
• Obras escogidas, 1976, 3 t.
• La Revolución de Octubre y la Revolución Cubana; discursos, 1959-1977, 1977
• De La Demajagua a Playa Girón: un encuentro del pueblo con su propia historia, 1978
• Discursos, 1979, 3 t.
• José Martí, el autor intelectual , 1983
• Nada podrá detener la marcha de la historia (entrevista), 1985
• Fidel y la religión: conversaciones con Frei-Betto, 1985
• La deuda externa (selección temática febrero-septiembre 1985) , 1985
• Imagen del hombre nuevo, (discurso), 1987
• La fortaleza conquistada (discurso), 1987
• Un encuentro con Fidel (entrevista), 1988
• Entrevista para la NBC, 1988
• Lealtad a los principios (discurso), 1989
• Por el camino correcto: compilación de textos 1986-1989, 1989
• En la trinchera de la Revolución (discurso), 1990
• Ciencia, tecnología y sociedad 1959-1989 (discursos, entrevistas, conferencias), 1991
• Ciencia, tecnología y sociedad 1988-1991 (discursos, entrevistas, conferencias), 1991
• Ideología, conciencia y trabajo político 1959-1989 (discursos), 1991
• Un grano de maíz (entrevista), 1992

(selectiva)

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• Romero, Cira. «La historia me absolverá: ve(selectiva)
•     * La historia me absolverá (alegato), 1954
•     * Humanismo revolucionario (discurso), 1959
•       Palabras a los intelectuales (discurso), 1961
•     * Concepto sobre Educación. Discursos de los años 1964-1965, 1966, 2 t.
•     * Pensamiento marxista, 1971, 2 t.
•     * Política cultural de la Revolución Cubana: Docuinticinco años después», ANU L/L, 1976-1977, p. 226-232. /Sarabia, Nydia. «El periodismo en Fidel Castro (1951-1958) », UPEC, may.-jun.'84, p. 2-13
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