Ông sinh năm 1939 tại huyện Kiến Xương, tỉnh Thái Bình. Trọn đời cống hiến cho công tác giảng dạy, nghiên cứu âm nhạc cũng như biểu diễn trên khắp các sân khấu lớn nhỏ, Giáo sư, NSND Trung Kiên nổi tiếng với các ca khúc cách mạng.
Những ca khúc dù khó tới đâu, qua giọng ca và kỹ thuật xử lý của ông đều dễ đi vào lòng người và được đón nhận nồng nhiệt. Những sáng tác ông thường thể hiện mang đậm tính hào hùng của những bản hùng ca, ông hát như có lửa trong giọng hát, cao vút mà vẫn hết sức ấm áp, khỏe khoắn, thể hiện được trọn vẹn tinh thần, khí thế của những ca khúc do ông thể hiện.
Ông là một tên tuổi lớn của nền âm nhạc Việt Nam nói chung và dòng nhạc đỏ, thính phòng nói riêng. Với chất giọng nam cao hiếm có, ông đã để lại dấu ấn với hàng loạt ca khúc: "Đất nước trọn niềm vui", "Cô lái tàu", "Tình ca", "Gặp nhau trên đỉnh Trường Sơn", "Chào sông Mã anh hùng", "Quà tháng Năm dâng Người", "Bài ca Trường Sơn", "Hồ Chí Minh đẹp nhất tên Người"...
NSND Trung Kiên từng giữ chức vụ Thứ trưởng Bộ Văn hóa - Thông tin. Ông được phong tặng danh hiệu NSND năm 2001. NSND Trung Kiên kết hôn với ca sĩ Thanh Nga và có con trai là nhạc sĩ Quốc Trung. Nhiều năm qua, ông sống với người vợ thứ hai là NSND, nhà giáo Trần Thu Hà.