曾中生出生于一个农民家庭。7岁发蒙，后入县城汉宁高小。1917年秋考入郴州第七联合中学。1921年毕业后，应聘回资兴乐城高小任国文教员。1922年投笔从戎，到桂系军队中任参谋。后因不满旧军队的腐败愤而辞职。

1924年春在胞弟曾希圣的帮助下，开始阅读进步书刊，倾向革命。1925年底，在广州加入中国共产党。1926年1月考入广州黄埔军校第四期，毕业后参加北伐战争，任国民革命军第八军前敌总指挥部政治部组织科科长，还曾以主笔身份主持汉口《民国日报》的工作。1927年任武汉革命委员会委员。在蒋介石叛变革命之际，积极参加讨蒋斗争。“七一五”宁汉合流后，秘密潜往上海。同年9月，被选送到莫斯科东方劳动大学学习。1928年6月，出席在莫斯科召开的中国共产党第六次全国代表大会。同年冬回到上海，任中共军事部参谋科长。

1930年初，任中共中央军事委员会委员兼武装工农部部长。4月，在协助中共南京市委负责人开展整顿党组织工作的同时，利用黄埔同学关系从事兵运工作，很快秘密控制了一个国民党军的学兵营。不久接到上级关于令其以总指挥身份领导学兵营举行武装暴动，以期夺取南京的“左”倾冒险军事行动指示。针对这一严重脱离实际的盲动错误，多次向中共中央提出反对举行暴动的意见，但未被接受。后起义终以失败告终。同年9月被任命为中共南京市委书记，临危受命，坚持斗争。同月又被任命为中共中央特派员，前往鄂豫皖苏区。

从1930年11月至1931年5月，先后担任鄂豫皖边临时革命军事委员会主席、中共中央军事委员会鄂豫皖分会主席、中共鄂豫皖特委书记、中共鄂豫皖军事委员会主席等职，并创办工农红军军事政治学校第四分校，兼任校长。运用集中兵力，突击敌军弱点的战略战术，领导鄂豫皖根据地广大军民取得了金家寨、苏家埠、东西香火岭、双桥等一系列重大战斗的胜利，粉碎了国民党军的第一次“围剿”。

1931年5月遭到张国焘的打击、排斥，改任新成立的鄂豫皖中央分局委员和新成立的鄂豫皖革命军事委员会副主席，并兼任鄂豫皖红四军政委。曾与红四军军长邝继勋一道率部灵活出击，取得了十里铺伏击战等战斗的胜利，粉碎了国民党军队的第二次“围剿”。接着，根据敌军暂取守势，新的“围剿”尚未形成的时机，同军长徐向前一道向分局提出了红军主力南下发展的正确主张，但被张国焘无理否决。在同张国焘进行激烈斗争后，于1931年8月与徐向前挥师南下，连克英山、浠水、罗田、广济四座县城，歼敌七个团，恢复和扩大了大片革命根据地，有力地配合了中央根据地的反“围剿”战斗。同年9月，在率部乘胜歼敌之际，被张国焘严令撤回，继而遭到无情打击，被撤销红四军政委职务。同年12月在广大干部战士的强烈要求下，被任命为新成立的红四方面军独立一师师长。

1932年1月，率部在黄安高桥河地区重创敌八十九师，歼敌近千名。1932年秋，由于张国焘军事指挥上的错误，红四方面军作战失利，为挽救红军，于12月9日在陕西城固县小河口与邝继勋等一起上书张国焘，再次对张提出批评，迫使张国焘接受大家的意见。同月被任命为西北革命军事委员会参谋长、红四方面军参谋长。1932年2月当选为中共川陕省委委员，参加省苏维埃政府的领导工作。同年6月下旬，在中共川陕省委第二次党员代表大会上，代表省委作了《关于目前政治形势与中国共产党川陕省委的任务》的政治报告，提出了加强党的建设，加强红军和地方武装建设，深入开展土地革命的任务。接着，又着手抓紧进行红四方面军的组织队伍建设，提高部队的战斗素质，为建设川陕革命根据地做出了重大贡献。

与此同时，还在总结过去作战经验的基础上，撰写了《与川军作战要点》、《游击战争要诀》、《与“剿赤军”作战要诀》等多篇军事著作，丰富和发展了毛泽东军事思想。1933年8月，遭张国焘打击报复，被撤职后非法关押。1935年在未解除监禁的情况下参加长征。当获悉红一、四方面军在懋功会师的消息时，连夜向中共中央写信，要求直接向中央汇报，但信件被张国焘扣押。8月中旬被张国焘派人用绳索勒杀于四川卓克基北面密林中。1945年在中共七大上平反昭雪。1984年被中共中央军委确定为33位军事家之一。