Xuất thân trong một gia đình nông dân nghèo ở làng Kênh, Nam Định. Khi phong trào Xô Viết bị đàn áp khủng bố dữ dội, Đảng điều động Nguyễn Đức Cảnh tăng cường cho Xứ ủy Trung Kỳ, rút Bí thư tỉnh ủy Hải Phòng Phạm Văn Ngọ (tức Xương) bổ sung vào xứ ủy Bắc Kỳ và điều Đinh Trọng Vĩnh ra thay, giữ chức vụ Bí thư từ tháng 10 đến tháng 12/1930.
Ngay khi nhận nhiệm vụ, Đinh Trọng Vĩnh đã cùng các đồng chí trong Ban Chấp hành tỉnh bộ triển khai Nghị quyết Ban Chấp hành Trung ương Đảng họp lần thứ I với các nhiệm vụ duy trì phong trào đấu tranh của công nhân ở các thành phố lớn Nam Định, Hải Phòng, Vinh, Sài Gòn, tập trung sức đấu tranh chống khủng bố trắng, chống chính sách hợp lý hóa tư bổn, chống sưu thuế, địa tô, chống chính sách lừa dối 'cải cách', chống 'hội đồng hòa giải lao động, tư bổn'...
Tỉnh ủy cũng thành lập Ban tuyên truyền xung phong cho Ủy ban tranh đấu, chỉ đạo đợt tuyên truyền toàn thành từ 9/12/1930, tiêu biểu là cuộc diễn thuyết kết hợp phát tán truyền đơn ở cổng xưởng Carông trước cửa Hội đồng đề hình, gần nhà lao... thu hút đông đảo nhân dân. Tỉnh ủy chỉ đạo công nhân Cảng Hải Phòng làm hỏng chân vịt tầu Cờlôtdơ Sáp đang chuẩn bị chở toàn quyền Patskiê (Pasquier) đồng thời rải truyền đơn ngay cổng Cảng và một số phố chính ngày 1/12/1930 khiến hắn phải về Hà Nội. Vì say sưa với kết quả hoạt động và không giữ đúng nguyên tắc bí mật nên các ủy viên tuyên truyền xung phong bị địch vây bắt cả, cuối tháng 12/1930 Phạm Gia một cán bộ được Đinh Trọng Vĩnh điều ra Cẩm Phả, bị bắt. Do không chịu được đòn tra tấn, Phạm Gia, đã dẫn mật thám về cơ quan của tỉnh bộ Hải Phòng đặt ở đường Đình Đông mà Gia tưởng cơ quan đã chuyển đi nơi khác. Hôm ấy Đinh Trọng Vĩnh và hai cán bộ của cơ quan tỉnh bộ bị bắt là Phạm Thị Hân (tức Giới) và một người nữa chưa rõ tên.
Mật thám biết Đinh Trọng Vĩnh là một cán bộ cộng sản nguy hiểm nên đã tra tấn, dụ dỗ nhưng không khai thác được gì. Hội đồng đề hình kết án chung thân phát lưu, đày ra Côn Đảo. Do chế độ nhà tù hà khắc và hậu quả của những trận đòn thù, Đinh Trọng Vĩnh đã mắc lao phổi nặng và qua đời ở phòng biệt giam II năm 1935.
Nhân vật lịch sử Việt Nam