1899年（一说1898年），黄日葵出生于广西桂平县（今广西桂平市）城厢镇五甲街一户书香世家。1916年，他自费赴日本留学。1918年9月，黄日葵考入北京大学文预科英文丙班，期间结识了李大钊、邓中夏。经李大钊推荐，黄日葵担任《国民》杂志社特别编辑员，同时也是杂志社与李大钊的联系人，并在杂志上发表文章宣传社会主义知识和救国思想。他参加了五四运动，后又积极参与北京共产党组织的建党活动。

1920年秋，北京共产主义小组成立，之后立即推动成立北京社会主义青年团，黄日葵是最早的团员之一。1920年11月间，北京共产主义小组决定吸收团的中坚成员进入小组，黄日葵补进共产主义小组。入党后，黄日葵主要担负团的工作，期间担任北京团地委委员长。他积极在北京推动学生运动，而且还到南京、上海、济南、重庆等地进行革命宣传，在回桂平探亲时，也大力开展反帝反封建的宣传工作，促进了桂平工农运动的开展。

黄日葵是第一位广西籍的共产党员。他在北京大学就读期间，就不断将《新青年》等刊物寄回广西，将新思想新文化传播到家乡。1923年，他与广西在京同学一起组织了“新广西期成会”，创办《桂光》杂志（半月刊），还撰写有关欧洲文艺复兴运动的长篇文章发表在《桂光》上。《桂光》每期印二三千份，送给广西各学校机关。他精心地教育培养在北京大学等校读书的广西籍青年，介绍其中的先进分子加入党团组织，如李文钊（1925年10月成立的第一个中共广西地方组织――中共梧州支部的领导成员）、谭寿林（1925年底成立的广西第一个党的地委组织――中共梧州地委的书记）和陈居玺（曾任北京大学党支部书记）等。

1926年3月，两广统一，广西当局接受广东国民政府的领导，李宗仁、黄绍竑、白崇禧的新桂系部队改编为国民革命军第七军，设军部和政治部于南宁。1926年8月，中共广东区委推荐在国民党中央青年部任秘书的黄日葵到李、黄、白的第七军工作，同时任命黄日葵为广东区委驻广西特派员，负责领导广西党组织的工作?；迫湛吹侥夏笕纹呔尾扛敝魅?，与陈勉恕、罗如川、李省群、宁培英、张胆等人一道在邕开展党的工作。经过一段工作后，鉴于我广西党团组织的迅速发展和党领导下工农革命运动与国民党右派的斗争日趋尖锐激烈等新形势，有必要建立省一级党的领导机构。是年秋，黄日葵赴穗向广东区委汇报广西建党建团及工、农、青、妇群众运动的情况，并建议成立中共广西省委，以统一领导广西的党组织。广东区委书记陈延年听取黄日葵汇报后，认为广西革命形势发展很快，同意黄日葵的看法，但由于当时成立中共广西省委的条件尚未成熟，按党章规定，要具备3个地委以上才能成立省委，其时广西只有梧州和南宁两个地委组织，因而，广东区委作出“暂由南宁地委兼摄省委（区委），一面呈请中央批准”的决定。并由黄日葵兼南宁地委书记。黄日葵从穗回邕途经梧州时，向梧州地委谭寿林、龙启炎、周济等人传达广东区委的指示和成立广西区委筹备组的决定，着手与陈勉恕、谭寿林等组成3人筹备组（黄日葵任负责人）开展中共广西区委的筹备工作。

黄日葵在广西认真执行中共中央的指示，团结广西的国民党左派力量，同破坏大革命运动的广西国民党右派势力作斗争，推动广西工农群众运动的发展。他和陈勉恕、谭寿林等一起，在苍梧道、镇南道和田南道先后成立由共产党人负责的农民运动办事处。广西的农民运动发展到60多个县，梧州、南宁、柳州、桂林等地的工人运动和青年学生运动也蓬勃发展。

1927年5月25日，黄日葵参加中共在汉口召开的东南各省农民运动工作扩大会议，被任命为在武汉的国民革命军第八军政治部主任。是年8月1日，南昌起义爆发，黄日葵与恽代英等被任命为革命委员会的宣传委员会委员。起义失败后，他到日本隐蔽。1929年6月，黄日葵旧病复发。1929年11月，他被日本当局逮捕入狱，遭受酷刑。1930年3月，黄日葵被勒令出境，回到上海治病疗养?；迫湛尤毡境鲇毓?，仍然怀着美好的期盼和对未来的憧憬，在上海抱病翻译《俄国文学史》一书，为国家和人民贡献了自己最后一分心血。1930年12月20日，黄日葵在上海病逝，年仅32岁。