6岁上私塾，10岁入荔泉书院读书。1917年秋毕业后，到山东投奔当县官的二叔。并由二叔供给进入济南省立第一中学读书。在“五四”爱国运动的影响下，他积极参加反帝反封建的斗争，并在斗争中接受了马克思主义。他在校被选为学生自治会的领导人兼出版部部长，主编校刊。在共同的斗争中，他同省立第一师范学生王尽美结成了亲密战友。他与王尽美组织学生抵制日货，反对卖国条约，积极参加宣传、演讲、罢课、游行等活动。他们联络进步青年学生，组织了进步团体“励新学会”，邓恩铭被选为学会领导成员之一。他经常在该会创办的《励新》半月刊上发表文章，揭露社会黑暗，抨击旧礼教、旧教育。1920年底，他同王尽美发起组织了“马克思学说研究会”，经常在一起阅读马克思、恩格斯的著作和介绍苏维埃俄国的书刊。1921年初，在“马克思主义研究会”的基础上成立了济南共产主义小组，邓恩铭和王尽美是小组的负责人。1921年7月，中国共产党第一次全国代表大会在上海召开，邓恩铭同王尽美代表济南共产主义小组出席了会议，与其他代表共同创建了中国共产党。之后，在中共中央代表的帮助下，成立了中共中央直属的山东区支部。邓恩铭在山东区支部的领导下，积极从事党的组织、宣传工作和工运工作。1922年1月，他以中共代表的身份，出席了共产国际在莫斯科召开的远东共产党及民族革命团体等一次代表大会。是年6月，他从苏联回到山东后，一方面大力宣传社会主义的优越性，一方面仍然致力于党组织的发展和山东工人运动的发动。他的叔父发现他参加革命活动，既惊又怕，极力阻挠，要他安分守己，求取功名。他父母在家乡给他定了亲，来信催逼他回家结婚，想以此来拖住他。邓恩铭都拒绝了。他在给父母的信中说：“……儿主张既定，决不更改。”表达了他在革命道路上义无反顾的崇高精神。中学毕业后，他就坚定地当了一名职业革命家。中共“二大”以后，遵照党中央会议精神和党组织的决定，山东党的工作重点是加强工人运动。邓恩铭在淄博煤矿区住了下来，亲自调查了解矿工的劳动生活状况，向工人介绍世界各国及中国各地工人运动形势，教育工人认识本阶级的力量，组织起来同资本家作斗争。在他的领导下，矿区工人很快组织起“矿区工会淄博部”，并建立了淄博矿区第一个党支部――洪山矿区党支部，使淄博矿区的工人运动蓬勃开展起来。1923年1月，日本归还青岛后，邓恩铭又被派往青岛工作。他以东镇小学教员为公开职业，秘密进行宣传工作和组织发展工作。年底，建立了青岛第一个党支部。1924年春，中共青岛支部改为中共青岛市地方执行委员会，邓恩铭任书记。他参与领导了1925年2月举行的胶济铁路全线和四方机厂的工人大罢工，充分发挥了他的组织和领导才能，使罢工取得了全面的胜利。1925年8月，他调到中共山东地区委员会任书记。同年11月，山东地区委员会机关被敌人破坏，他被捕入狱，经党组织多方营救，得以保外就医。1926年夏，他又秘密到了青岛，主持市委工作。1927年上半年，他到武汉向中央汇报工作，并到毛泽东举办的“农民运动讲习所”讲课，介绍山东工运，农运情况。8月，返回山东担任中共山东省委书记。1928年12月，因叛徒告密，省委机关遭破坏，邓恩铭第二次被捕。他在法庭上和监狱里同敌人作了英勇的斗争，并组织领导了两次越狱斗争，使部分同志得以脱险。但他因受刑过重，体弱多病未能逃脱。1931年4月5日，被国民党山东当局杀害于济南纬八路刑场。