1898년 5월 9일(음력) 서울 종로구 가회동에서 태어났다. 서울의 재동·계동보통학교를 거쳐 1910년 사립 중앙학교에 입학했으나 체육 교사와의 마찰로 자퇴하고 만주 안동현을 유람하다가 평창 이씨 흥순과 결혼했다. 1915년 조선중앙기독교청년회학교에 입학해 3년 과정을 6개월 만에 마쳤다. 20대 때 중앙고보 영어 교사와 이화여전 강사를 했다. 1918년, ≪청춘(靑春)≫지에 영시 <Cosmos>를 발표해 천재 시인이라는 찬사를 받았다. 3·1 운동 때 독립 선언서를 영문으로 번역하기도 했다. 1920년에 ≪폐허(廢墟)≫ 동인이 되었고 다음 해에는 ≪장미촌(薔薇村)≫ 발행에 참여했다. 24세 때 ≪신민공론≫의 주필이 되었다. 25세 때인 1922년에 ≪신생활(新生活)≫ 4월호에 <달밤>과 <논개>를 발표했다. 1924년(27세)에 첫 시집 ≪조선(朝鮮)의 마음≫을 평문관에서 간행했다.
1931년, 미국 캘리포니아 산호세대학에서 공부했다. 귀국 후 동아일보사에 입사했으며 월간 ≪신가정(新家庭)≫의 주간이 되었다. 광복 이듬해에 성균관대학교 영문과 교수(49세)로 부임했다. 1948년에 영문 시집 ≪Grove of Azalea≫를 간행했으며 서울시문화상(문학 부문)을 수상했다. 한국 전쟁이 일어난 해에 진해 해군사관학교 영어 교관으로 부임했다.
1953년에 ≪대한공론(大韓公論)≫사 이사장에 취임하고 영문 일간지 ≪Korean Republic≫을 주재·발간했다. 같은 해에 국제펜클럽 한국 본부 초대 위원장에 선임되었다.
20대 초반부터 시와 수필을 쓰기 시작한 변영로는 서울신문사 출판부에서 1953년에 수필집 ≪명정사십년(酩酊四十年)≫을, 1954년에 ≪수주수상록(樹州隨想錄)≫을 간행했다. ≪명정사십년≫에 수록된 수필은 대부분 1949∼1950년에 걸쳐서 ≪신천지≫에 연재된 <명정사십년(酩酊四十年) 무류실태기(無類失態記)>와 한국 전쟁 때 부산 피난 시절 ≪민주신보≫에 연재된 <남표>를 중심으로 해서 엮은 것이다. 대주가(大酒家)라는 별명으로 불린 수주가 40년간 술에 취해서 살아온 경험담을 풀어 놓은 수필은 풍자적이고 해학적이며 기지 넘치는 필치에 힘입어 연재 중 큰 인기를 끌었다. 이어 나온 ≪수주수상록≫은 자화상, 신변잡기, 인물 인상기, 세상 이야기, 문단 비화 등을 모은 수필집이다.
1955년 오스트리아 빈에서 열린 국제펜클럽 제27차 대회에 한국 대표로 참석하기도 했다. 1959년에 제2시집 ≪수주 시문선(樹州詩文選)≫을 경문사에서 간행했다.
수주는 1961년 3월 14일, 서울 종로구 신교동 51의 2 자택에서 지병인 인후암으로 작고했다. 선산인 경기도 부천시 오정구 고강동 313번지 묘소에 묻혔다. 묘소 앞 시비에 <생시에 못 뵈올 임>이 새겨졌다.