Lê Bá Trinh sinh năm Ất Sửu (1865) (Có sách viết ông sinh năm 1875 hay 1878). Quê ông ở xã Hải Châu thượng, huyện Hòa Vang nay thuộc quận Hải Châu, thành phố Đà Nẵng. Ồng thi đậu cử nhân khoa thi Hương, niên hiệu Thành Thái 12 (1900), xếp hạng 4 trên 22. Thi Hội ông chỉ đủ phân số để bổ nhiệm, không đỗ tiến sĩ.

Lê Bá Trinh sớm có lòng yêu nước từ khi tuổi còn trẻ, không chịu ra làm quan cho chính quyền thực dân Pháp và Nam triều. Ông làm một nếp nhà nhỏ ở chân núi Hành Sơn ngày ngày cày ruộng, tát nước làm kế sinh nhai. Trần Quý Cáp là bạn thân với Lê Bá Trinh, đến nhà ông ở chân núi Hành Sơn chơi, mong muốn ông ra hoạt động cách mạng, liền tặng bạn đôi câu đối:

Hoàn hải sơ khai thiên cổ nhan
Cố nhân do ngọn Ngũ Hành Sơn.

Dịch:

Trời mới đã ra mối thế giới
Bạn xưa còn núp dưới Hành Sơn.

Lê Bá Trinh tỉnh ngộ, bèn ra dạy học ở nhà ông Thương Liên ở Đà Nẵng. Từ đây về sau, các nhà ái quốc trong Nam ra, ngoài Bắc vào đều lấy chỗ nhà ông Châu Thành và nhà ông Lê Bá Trinh làm căn cứ.

Từ đó ông giao kết với các nhà yêu nước có xu hướng canh tân như Thái Phiên, Phan Chu Trinh, Huỳnh Thúc Kháng, Trần Quý Cáp. Ông cùng em trai là Lê Thúc Kỳ, dời nhà về làng Quảng Cái (Khái Đông) mở trường dạy học theo chủ trương tân canh, thực dụng. Cao trào chống thuế bùng nổ ở huyện Đại Lộc, nhanh chóng phát triển ra toàn tỉnh Quảng Nam và các tỉnh Trung Kỳ. Lê Bá Trinh và nhiều nhà yêu nước ở Quảng Nam tích cực tham gia phong trào này. Thực dân Pháp đàn áp khốc liệt, Lê Bá Trinh cùng Phan Chu Trinh, Huỳnh Thúc Kháng bị thực dân Pháp kết án đày đi Côn Đảo, riêng ông bị kết án 9 năm khổ sai. Tại nhà tù tàn bạo của thực dân Pháp, Lê Bá Trinh vẫn kiên cường liên tiếp đứng ra tổ chức nhiều cuộc đấu tranh với bọn chúa đảo, đòi không được đánh đập tù nhân, không cho ăn gạo mục, cá thối, mà phải cho án no, có rau, cá tươi.

Lê Bá Trinh bị tù ở Côn Đảo 7 năm, năm 1915 ông được trả tự do. Vừa về đến nhà, ông lại cùng hai người em là Lê Trọng Đoàn và Lê Thúc Kỳ gia nhập tổ chức Việt Nam Quang Phục hội ở các tỉnh Nam Trung Kỳ do Thái Phiên và Trần Cao Vân lãnh đạo. Tại Đại hội thành lập Việt Nam Quang Phục hội ở Trung Kỳ, ông được cử phụ trách ban Kinh tài thay cho Thái Phiên được bầu giữ chức chủ tịch.

Ông là một trong những người đã cùng Thái Phiên, Trần Cao Vân… tích cực chuẩn bị cho cuộc khởi nghĩa ở kinh thành Huế có vua Duy Tân tham gia. Ngày 3 tháng 5 năm 1916, cuộc khởi nghĩa nổ ra bị thất bại, Lê Bá Trinh cùng hai em là Lê Trọng Đoàn, Lê Thúc Kỳ, bị đày đi Lao Bảo. Trong nhà tù khắc nghiệt của đế quốc Pháp ông vẫn kiên cường dẫn đầu các cuộc đấu tranh với bọn chúa ngục. Ông tích cực tham gia vụ cướp ngục năm 1918 do Hồ Bá Kiện và Liêu Thanh lãnh đạo. Thực dân Pháp đàn áp, em ông là Lê Trọng Đoàn cùng nhiều chiến sĩ hy sinh trong vụ thảm sát. Ông bị chúng bắt lại ở rừng Lào bị chúng xích trong nhiều năm, chân thành tật.

Sau khi mãn hạn trở về, ông mất tại Hòa Hải, Đà Nẵng vào năm 1934. Nay ở thành phố Đà Nẵng và thành phố Hồ Chí Minh đều có đường phố mang tên ông.