叶天底，原名叶霖蔚，又名叶天砥，学名叶天瑞，浙江省绍兴市上虞区丰惠镇谢桥村人。1916年秋入浙江省立第一师范学习。他富有艺术才华，善绘画，能篆刻，尤其爱好西洋画，参加了由一代名师李叔同先生指导的“桐荫画会”和“乐石社”，是李先生的得意门生。 五四运动期间，积极参加学生运动，为表达立志替国家民族做一番震天动地的事业，改学名天瑞为天底。1920年2月“一师风潮”发生后，他积极参与“挽经（亨颐）拒金（布）”活动，是这场斗争的骨干。在3月28日杭州全市中等学校学生联合请愿活动中，他遭省公署卫队殴打致伤，但继续坚持斗争。1920年夏离开一师赴上海，由陈望道推荐，在印刷所做校对《新青年》文稿的工作。期间，与陈独秀、沈定一等交往频繁，开始接受马克思主义启蒙教育。1920年8月22日，上海社会主义青年团成立，叶天底是8个发起人之一，不久团组织发展到20多人。9月，上海共产党组织为培养革命干部，开办上海外国语学社，由杨明斋负责，俞秀松任秘书，叶天底和施存统等主持团务。他在此攻读俄语和马克思主义著作，思想认识大大提高。1921年春，获准赴苏学习，但因其伤寒猝发，未能成行，回到家乡上虞。1921年五一节，他创作了一幅富有时代特色的版画《世风》，陈望道为之题词：“劳工们组织起来！团结起来！去维护社会正义，去救护受饥饿的人们！”1922年9月，应聘到上虞春晖中学教务处工作。在冬季农闲时节，他和夏丏尊等老师在校外办起了农民夜校，组织农民学文化，启发他们的思想觉悟。他撰写《白马湖上伴农民读书半年》一文，记述了这一段经历。
1923年秋，叶天底再次去上海，加入东方艺术研究会，任《民国日报》副刊《艺术评论》栏目编辑。这期间，他还经常去上海大学听课。1923年底加入中国共产党。1924年7月，受党委派，去苏州乐益女中任教。他以教师为掩护，积极参加社会活动。翌年8月，直属上海区委领导的中共苏州独立支部在乐益女中秘密建立，他任支部书记。这是苏州第一个中共组织。
1926年春，叶天底身患重病，返回家乡。他在家乡发展党的组织，开展农民运动，主编《教育月刊》。在叶天底等的努力下，1926年7月16日，上虞县第一个党组织——上虞县直属支部成立，任书记。北伐军入浙后，他任国民党上虞县临时县党部执行委员，兼任农工部长。 1927年11月，中共浙江省委贯彻八七会议精神，决定组织以象山港、上虞为中心的浙东大暴动。按计划，叶天底负责组织和指挥工农武装占据上虞城，消灭反动武装。不料，行动尚未开始，省委机关被敌人破坏，《浙东暴动计划》泄露，叶天底等各地暴动领导人成了敌人重点搜捕的对象。
11月12日，国民党浙江省党部到上虞逮捕了卧病在床的叶天底，转押到杭州浙江陆军监狱。在狱中，敌人使用种种手段，企图迫使他放弃共产主义信仰，都被他顶了回去。他在给哥哥的信中说，“大丈夫生而不力，死又何惜，先烈之血，主义之花……我决不愿跪着生，情愿立着死！”1928年2月8日，病得不能动弹的叶天底被敌人用门板抬到狱中刑场，英勇就义。