Tras estudar bacharelato e comezar a súa formación musical en Santiago de Compostela, en 1928 trasládase a Madrid para estudar violín na Escuela Superior de Música. Alí tamén participa en tertulias literarias e políticas. En 1935 afíliase ao P.O.U.M. (Partido Obrero de Unificación Marxista). Durante a guerra civil fai parte das milicias republicanas, dirixe o xornal Combatiente Rojo, e colabora noutras publicacións coma Hora de España.
En 1939 exíliase a Francia, onde pasa por varios campos de concentración, e pon rumbo a Latinoamérica. Establécese na República Dominicana coa súa parella, a pintura Amparo Segarra. Participa activamente na vida cultural deste país, mais marcha a Guatemala despois de negarse a firmar unha carta de adhesión ao régimen do dictador Trujillo. Da clases de Artes Plásticas e expón a súa obra até que ten que marchar novamente por mor da revolución guatemalteca.
Reside un tempo en Puerto Rico, e trasládase a Nova York en 1957, permanecendo nesta cidade até 1985.
En Nova York doctorouse en Socioloxía e Antropoloxía na New School for Social Research, traballou como Catedrático de Literatura Española no Brooklyn college e expuxo a súa obra plástica de influencia surrealista. Tamén nesta época, publica unha serie de textos de ficcion, como as novelas La novela del Indio Tupinamba (1959), Lo que sucedió… (1968) ou conxunto de relatos Federica no era tonta (1970). Colaborou co exiliado galego José Rubia Barcia, ilustrando o seu libro Umbral de sueños (1961).
Regresou a España en 1985. En 1995 créase a Fundación Eugenio Granell en Santiago de Compostela, e en 1997 esta mesma cidade noméao fillo adoptivo e outórgalle a Medalla de Oro ao Mérito Cultural. Finou en Madrid en 2001. A Xunta de Galicia deulle Medalla de Oro de Galicia a título póstumo (Fontes: Web da Fundación Eugenio Granell, Prólogo de Claudio Rodríguez Fer a Federica no era tonta).