Cenap Şahabeddin 21 Mart 1870'te Manastır'da doğdu. Babası Osman Şahabettin Bey 1877-1878 Osmanlı-Rus Savaşı'nda hayatını kaybetti. Babasının ölümünün ardından ailesiyle İstanbul'a taşınan Cenap ilk eğitimini Mekteb-i Feyziyye'de aldı ve ardından Gülhane Askerî Rüşdiyesi'nden mezun oldu. Daha sonra Askerî Tıbbiye'ye devam ederek 1889'da doktor yüzbaşı olarak mezun oldu.
Paris'te dört yıl boyunca cilt hastalıkları alanında ihtisas yaptı ve döndükten sonra Haydarpaşa Hastahanesi'nde çalıştı. Ardından Mersin Rodos ve Cidde'de karantina hekimliği görevlerinde bulundu. 1914'te emekli olduktan sonra Darülfünûn'da Garp edebiyatı Fransız dili ve Osmanlı edebiyatı tarihi dersleri verdi.
1922 yılında Millî Mücadele aleyhindeki bazı konuşmaları nedeniyle öğrenciler ve diğer öğretim üyeleri tarafından protesto edilerek görevinden istifa etmek zorunda kaldı. 1934 yılında beyin kanaması nedeniyle vefat etti ve Bakırköy Mezarlığı'na defnedildi.