Trong Đại hội Đảng ở Tân Trào, ông được đặt bí danh là Nguyễn Chí Thanh, được bầu vào Ban chấp hành Trung ương Đảng và được chỉ định làm Bí thư Xứ ủy Trung Kỳ có nhiệm vụ theo dõi và tổ chức giành chính quyền tại Trung Kỳ trong Cách mạng tháng 8.
Nguyễn Chí Thanh tên thật là Nguyễn Vịnh sinh ngày 01 tháng 01 năm 1914, quê làng Niêm Phò, huyện Quảng Điền, tỉnh Thừa Thiên. Ông là con trai của Nguyễn Hán và Trần Thị Thiển, con thứ sáu trong gia đình có 11 người con (tính cả anh em cùng cha khác mẹ). Ông sinh trưởng trong một gia đình trung nông, thuở nhỏ cũng được học hành. Năm 14 tuổi, cha qua đời, gia đình nghèo, ông bỏ học, đi làm tá điền kiếm sống và nuôi gia đình.
Năm 1934, ông tham gia cách mạng trong phong trào Mặt trận Bình dân.
Năm 1937, ông gia nhập Đảng Cộng sản Đông Dương, lần lượt giữ các chức vụ: Bí thư chi bộ, Bí thư Tỉnh ủy Thừa Thiên.
Từ năm 1938 đến năm 1943, ông nhiều lần bị Pháp bắt giam ở nhà lao Huế, Lao Bảo, Buôn Ma Thuột. Đến khi Nhật đảo chính Pháp (ngày 09 tháng 03 năm 1945) mới ra tù. Sau khi ra tù và trở lại hoạt động, ông được bầu làm Bí thư Khu ủy khu IV và được cử đi dự Quốc dân Đại hội ở Tân Trào (8-1945). Trong Đại hội Đảng ở Tân Trào, ông được đặt bí danh là Nguyễn Chí Thanh, được bầu vào Ban chấp hành Trung ương Đảng và được chỉ định làm Bí thư Xứ ủy Trung Kỳ có nhiệm vụ theo dõi và tổ chức giành chính quyền tại Trung Kỳ trong Cách mạng tháng 8.
Từ năm 1948 đến 1950, ông làm Bí thư Liên khu ủy IV. Cuối năm 1950, làm Chủ nhiệm Quân đội Nhân dân Việt Nam. Trong Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ II (1951), được cử vào Bộ Chính trị.
Năm 1959, ông được phong quân hàm Đại tướng. Tại Đại hội đại biểu toàn quốc lần thứ III của Đảng (1960), Nguyễn Chí Thanh lại được bầu vào Ban Chấp hành Trung ương, được cử vào Bộ chính trị và Ban Bí thư. Năm 1961, được giao nhiệm vụ Phụ trách Ban Nông nghiệp của Đảng. Trong chiến tranh Việt Nam, Trung ương Đảng điều ông trở lại quân đội. Nguyễn Chí Thanh còn là Ủy viên Hội đồng Quốc phòng nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa. Năm 1961, ông liên tục phát động các phong trào thi đua trong các hợp tác xã, giúp ổn định tình hình phát triển trong hoạt động sản xuất nông nghiệp miền Bắc.
Từ năm 1965 đến năm 1967, ông được phân công vào Nam, giữ chức Bí thư Trung ương Cục miền Nam, kiêm Chính ủy Quân Giải phóng miền Nam. Thời gian này ông lấy bí danh là Sáu Vi. Khi viết báo, ông thường lấy bút danh là Trường Sơn.
Tại chiến trường, ông là người đề ra chiến thuật đánh áp sát của Quân Giải phóng miền Nam với phương châm “Nắm thắt lưng địch mà đánh”, lối đánh này dùng phương châm cơ động áp sát nhằm hạn chế ưu thế hỏa lực của quân Mỹ.
Ông mất ngày 06 tháng 07 năm 1967 tại Hà Nội do một cơn nhồi máu cơ tim khi ra Hà Nội để báo cáo với Chủ tịch Hồ Chí Minh về tình hình miền Nam.