Ο Ηλίας Τσιριμώκος γεννήθηκε στη Λαμία το 1907 και προερχόταν από οικογένεια με παράδοση στην πολιτική. Ήταν γιος του Ιωάννη Τσιριμώκου (1861-1934), που διετέλεσε Πρόεδρος της Βουλής (1911- 1912, 1928-1930) και επανειλημμένα υπουργός με το Κόμμα των Φιλελευθέρων, και εγγονός του Δημητρίου Τσιριμώκου (1828 -1890), βουλευτή Φθιώτιδας και αντιπροέδρου της Βουλής. Σπούδασε νομικά στο Πανεπιστήμιο Αθηνών, οικονομικά και πολιτικές επιστήμες στο Παρίσι. Από το 1931 άρχισε να ασκεί το επάγγελμα του δικηγόρου, πρώτα στη Λαμία και κατόπιν στην Αθήνα.
Πολύ γρήγορα αναμίχθηκε στην πολιτική κι εξελέγη για πρώτη φορά βουλευτής με το Κόμμα των Φιλελευθέρων στις εκλογές της 26ης Ιανουαρίου 1936 στην περιφέρεια Φθιωτοφωκίδος. Στις σύντομης διάρκειας εργασίες της βουλευτικής αυτής περιόδου ορίστηκε εισηγητής των διατάξεων για τις ατομικές ελευθερίες στην επιτροπή αναθεώρησης του συντάγματος.
Αντιτάχθηκε στο δικτατορικό καθεστώς του Ιωάννη Μεταξά και υπήρξε από τους πρώτους που δραστηριοποιήθηκαν για την οργάνωση της εθνικής αντίστασης εναντίον των γερμανών κατακτητών. Το 1941 ίδρυσε την πολιτική ομάδα «Ένωσις Λαϊκής Δημοκρατίας» (ΕΛΔ), η οποία μαζί με το ΚΚΕ, το ΣΚΕ (Σοσιαλιστικό Κόμμα Ελλάδας) και το ΑΚΕ (Αγροτικό Κόμμα Ελλάδας) δημιούργησαν το ΕΑΜ στις 27 Σεπτεμβρίου 1941.
Το 1943, ο Τσιριμώκος, εκπροσωπώντας το ΕΑΜ, πήρε μέρος σε αντιπροσωπεία που μετέβη στο Κάιρο για διαβουλεύσεις με την εξόριστη κυβέρνηση του Εμμανουήλ Τσουδερού για το σχηματισμό κυβέρνησης Εθνικής Ενότητας. Υπήρξε ιδρυτικό μέλος και γραμματέας Δικαιοσύνης της Πολιτικής Επιτροπής Εθνικής Απελευθέρωσης (ΠΕΕΑ), γνωστής και ως «Κυβέρνησης του Βουνού», από τον Μάρτιο έως τις 2 Σεπτεμβρίου 1944, οπότε ανέλαβε καθήκοντα υπουργού Εθνικής Οικονομίας στις κυβερνήσεις του Γεωργίου Παπανδρέου (2 Σεπτεμβρίου - 18 Οκτωβρίου και 23 Οκτωβρίου - 2 Δεκεμβρίου 1944).
Ως εκπρόσωπος του ΕΑΜ, μαζί με τους Γιώργη Σιάντο και Δημήτρη Παρτσαλίδη, υπέγραψε τη Συμφωνία της Βάρκιζας (12 Φεβρουάριου 1945), σε μία προσπάθεια τερματισμού της εμφύλιας σύγκρουσης. Στη συνέχεια εγκατέλειψε το ΕΑΜ και μαζί με τον συνταγματολόγο Αλέξανδρο Σβώλο ίδρυσαν νέο πολιτικό φορέα, το Σοσιαλιστικό Κόμμα - Ένωση Λαϊκής Δημοκρατίας (ΣΚ-ΕΛΔ), του οποίου διετέλεσε γενικός γραμματέας (1945-1953) και με τον οποίο εξελέγη βουλευτής Αθηνών στις εκλογές της 5ης Μαρτίου 1950. Μετά τη διάλυση του ΣΚ-ΕΛΔ, ο Τσιριμώκος προσχώρησε στη Φιλελευθέρα Δημοκρατικήν Ένωσιν (ΦΔΕ) του Σοφοκλή Βενιζέλου και στη συνέχεια στο Δημοκρατικόν Κόμμα Εργαζόμενου Λαού. Στις παραμονές των εκλογών της 11ης Μαΐου 1958 αποχώρησε από το κόμμα και συνεργάστηκε με την ΕΔΑ, με την οποία εξελέγη βουλευτής Αθηνών. Τον ίδιο χρόνο ίδρυσε τη Δημοκρατικήν Ένωσιν, ως πρόεδρος της οποίας συμμετέσχε στην ίδρυση της Ενώσεως Κέντρου (1961).
Με την Ε.Κ. εξελέγη βουλευτής στις εκλογές των ετών 1961, 1963 και 1964. Διετέλεσε πρόεδρος της Βουλής (17 Δεκεμβρίου 1963 - 8 Ιανουαρίου 1964) με την υποστήριξη της ΕΚ και της ΕΔΑ και τον Ιανουάριο του 1965 ανέλαβε καθήκοντα υπουργού Εσωτερικών στην κυβέρνηση του Γεωργίου Παπανδρέου. Μετά την παραίτηση του Γεωργίου Παπανδρέου από την πρωθυπουργία (15 Ιουλίου 1965), ο Τσιριμώκος, ενώ αρχικά τάχθηκε στο πλευρό του «Γέρου τής Δημοκρατίας» και δεν έδωσε ψήφο εμπιστοσύνης στην πρώτη κυβέρνηση των λεγόμενων «Αποστατών» υπό τον Γεώργιο Αθανασιάδη - Νόβα, λίγες μέρες αργότερα αποχώρησε από την ΕΚ και προς γενική έκπληξη αποδέχθηκε εντολή για τον σχηματισμό νέας κυβέρνησης (Δεύτερη Κυβέρνηση των «Αποστατών», 20 Αυγούστου - 17 Σεπτεμβρίου 1965), η οποία όμως είχε την ίδια τύχη με την πρώτη, αφού δεν έλαβε ψήφο εμπιστοσύνης από τη Βουλή.
Στην τρίτη κυβέρνηση των «Αποστατών» υπό τον Στέφανο Στεφανόπουλο ανέλαβε καθήκοντα αντιπροέδρου και υπουργού Εξωτερικών. Στις 11 Απριλίου 1966 υπέβαλε την παραίτησή του, διαφωνώντας με τους χειρισμούς της κυβέρνησης στο Κυπριακό και ειδικότερα με την υποστήριξη προς τον στρατηγό Γεώργιο Γρίβα, στην ανώτατη διοίκηση του οποίου αποφασίστηκε να υπαχθούν οι στρατιωτικές δυνάμεις της Κυπριακής Δημοκρατίας, παρά τις αντίθετες εισηγήσεις του αρχιεπισκόπου Μακαρίου. Στη συνέχεια επανίδρυσε τη Δημοκρατική Ένωση, σκοπεύοντας να λάβει με το κόμμα αυτό μέρος στις επικείμενες εκλογές του Μαΐου του 1967, πράγμα που δεν κατέστη δυνατό, λόγω της επιβολής του δικτατορικού καθεστώτος της 21ης Απριλίου 1967.
Κατά τη διάρκεια της Κατοχής, υπήρξε εκδότης της παράνομης σοσιαλιστικής εφημερίδας «Μάχη», της οποίας παρέμεινε διευθυντής και πολιτικός συντάκτης και μετά την Απελευθέρωση (1941-1952). Διετέλεσε μέλος της Συντακτικής Επιτροπής της «Σοσιαλιστικής Επιθεώρησης» και από το 1959 εκδότης, διευθυντής και πολιτικός συντάκτης της μηνιαίας επιθεώρησης «Πολιτική». Μετά την 15η Ιουλίου 1965 επανεξέδωσε τη «Μάχη» ως προσωπικό του όργανο. Συνέγραψε, επίσης, αρκετά πολιτικά δοκίμια:«Έλεγχος του αστικού ιδεαλισμού» (1934), «Αντιφασιστικά» (1945), «Μνήμη» (σκιαγραφία Ιωάννη Τσιριμώκου, 1953), «Η δημοκρατία στην Ελλάδα» (1955), «Λόγος προς τους νέους για την Δημοκρατία, τις αρρώστιες και τις ελπίδες της» (1962), «Αλέξανδρος Σβώλος (η δική μας αλήθεια, 1962)» κ.ά.
Ο Ηλίας Τσιριμώκος πέθανε στις 13 Ιουλίου 1968 στην Αθήνα, σε ηλικία 61 ετών. Κόρη του είναι η Τζούλια Τσιριμώκου - Πιμπλή, που διετέλεσε βουλευτής της Νέας Δημοκρατίας (1977-1981) και εγγονή του η Άννα Παπαδημητρίου - Τσάτσου, πρώην αναπληρώτρια περιφερειάρχης Αττικής και νυν περιφερειακή σύμβουλος Αττικής με τον συνδυασμό του Γιάννη Σγουρού.