1901年1月5日，邓恩铭出生在贵州省荔波县水浦寨的一个水族农民家庭。1917年9月，16岁的邓恩铭赴山东济南求学。当时的山东由北洋军阀执政，政治腐败，战乱连年，加上日本帝国主义借口第一次世界大战对德宣战，在青岛设立行政总署，在济南等地设立行政公署，把山东变成了自己的半殖民地。山东内忧外患，矛盾冲突激烈，邓恩铭看在眼里，忧在心中。
　　 1919年，轰轰烈烈的五四运动爆发，邓恩铭所在的山东省立一中成立了学生自治会，组织领导全校的学生运动。邓恩铭积极参加学生自治会的工作，编印散发传单，走上街头讲演，参加抵制日货运动，并到各校组织联络，结识了一批学生运动的中坚力量，如山东省立第一师范的学生代表王尽美等人。
　　 五四运动后，俄国十月革命和马克思主义思潮迅速在济南和山东各地传播，邓恩铭逐渐成长为一个具有共产主义思想的革命者。1920年夏秋期间，邓恩铭和王尽美为了推动马克思主义在山东的传播，联络一批进步青年知识分子，秘密建立“济南康米尼斯特学会”（济南共产主义学会），并发起组织研究革命理论的励新学会，创办了《励新》杂志，使之成为济南宣传新思想新文化、传播马克思主义、启迪青年的重要阵地。第二年春天，在北京、上海党组织的影响和帮助下，邓恩铭和王尽美等人在济南发起成立了早期共产党组织，到中共一大召开前，成员已发展到8人。同时，山东省第一个工会组织——大槐树机厂工人俱乐部也宣布成立。马克思主义与工人运动相结合，奠定了日后大槐树机厂、济南乃至山东全省工人运动的基础。
　　 1921年7月，邓恩铭参加中共一大时，尚不满20岁，是与会代表中唯一的少数民族代表。1922年1月21日，邓恩铭作为济南共产党早期组织的代表，远赴莫斯科参加远东各国共产党和民族革命团体第一次代表大会。1923年4月，邓恩铭受党组织派遣到青岛开展革命活动。他利用自己《胶澳日报》副刊编辑的职务，在青岛报刊中首次公开宣传马克思主义。同年8月，邓恩铭筹备建立了青岛第一个共产党组织， 随后，社会主义青年团青岛支部宣布成立。邓恩铭不遗余力地发展党团员，壮大党组织，通过发行刊物、创办书社、开办图书馆等方法，扩大马克思主义在青岛的传播，并建立了青岛第一个工会组织，领导了胶济铁路工人大罢工、四方机厂工人大罢工、青岛纱厂工人大罢工等，推动青岛工人运动走向高潮。
　　 在青岛纱厂工人第一次大罢工运动中，邓恩铭亲自起草大康纱厂全体工人《泣告书》，揭露日本厂主的残酷统治，控诉工人的悲催遭遇，引发社会各界人士的援助。大罢工坚持了22天，迫使日本厂主签字同意了包括改善工人待遇、不殴打辱骂工人等9项复工条件。
　　 1925年8月，邓恩铭任中共山东地委书记，后又任中共山东区委委员。1927年春，邓恩铭赴武汉向党中央汇报山东党的工作，并出席了在武汉召开的中国共产党第五次全国代表大会，应邀在毛泽东主辦的农民运动讲习所里讲课。
　　 1929年1月，由于叛徒出卖，邓恩铭在济南被逮捕入狱。在狱中，邓恩铭领导其他党员组织了两次越狱行动，沉重打击了敌人的嚣张气焰，令敌人惶恐不安。1931年4月5日，邓恩铭被枪杀在济南纬八路侯家大院，牺牲时年仅30岁。