Nacque a Genova il 26 marzo 1893 da famiglia piemontese. Il padre Antonio era impiegato statale, la madre Teresa Viale maestra. Nel 1911 vinse presso l'Università torinese una borsa di studio del collegio Carlo Alberto per gli studenti delle province del vecchio Regno di Sardegna e si iscrisse alla facoltà di giurisprudenza. In questo periodo ebbe inizio l'amicizia con Gramsci. Nel 1914 entrò nel Psi e nel 1915 cominciò la partecipazione alla politica attiva. Nello stesso anno si laureò con Luigi Einaudi, discutendo una tesi di economia politica sul regime doganale delle colonie. Nel 1918 cominciò le collaborazioni al «Grido del popolo» e nel 1919 divenne redattore dell'edizione torinese dell'«Avanti!». Nel mese di aprile, con Gramsci, Tasca e Terracini, fondò L'Ordine nuovo», settimanale di cui curò la rubrica «La battaglia delle idee». Nel 1921, al momento della fondazione del Pcd'I, era caporedattore de «L'Ordine nuovo» divenuto quotidiano.
Dall'ottobre si trasferì a Roma per dirigere «Il Comunista». Nel 1922 venne eletto nel Cc dal II congresso del Pcd'I. Per contrasti con Bordiga fu escluso dalla delegazione che partecipò al IV congresso dell'Ic. Il 28 ottobre sfuggi fortunosamente agli squadristi che devastarono la redazione de «Il Comunista» e in novembre si trasferì a Torino. Nell'aprile del 1923 fu nominato membro nella direzione del partito in Italia. Il 21 settembre fu arrestato per la prima volta e rinchiuso a San Vittore dove rimase fino alla fine dell'anno.
Nel 1924 svolse la relazione politica di maggioranza alla I conferenza nazionale del Pcd'I. Durante l'estate dello stesso anno partecipò al V congresso dell'Ic e venne chiamato a fare parte dell'esecutivo. Nominato nel Cc del Pcd'I eletto d'autorità dall'Ic, fu nuovamente membro dell'esecutivo. Il 2 aprile 1925 venne arrestato per la seconda volta e rilasciato per amnistia il 29 luglio. Al congresso di Lione fu confermato nell'esecutivo e nominato rappresentante del Pcd'I presso l'Ic. Giunto a Mosca il 14 febbraio, vi restò fino al gennaio dell'anno successivo quando assunse la direzione del centro estero del partito, costituitosi a Parigi. Qui cominciò a dirigere «Lo Stato operaio», rivista teorica del Pcd'I. In maggio partecipò all'VIII esecutivo allargato dell'Ic. Nel luglio il centro estero del partito fu spostato a Lugano e nel 1928 venne trasferito a Basilea, dove in gennaio si svolse la II conferenza nazionale del Pcd'I. Nel luglio T. si trasferì a Mosca dove partecipò al VI congresso dell'Ic.
Nel gennaio 1929 fu arrestato ed espulso dalla Svizzera. In luglio, prese parte al X esecutivo allargato dell'Ic. Nel 1931 partecipò al IV congresso del Pcd'I. Nel settembre 1934 fu eletto nel segretariato dell'Ic e preparò con Dimitrov il VII congresso.
Da ottobre a dicembre fu in Francia e in Belgio per organizzare gli aiuti alle vittime della reazione in Spagna e per seguire da vicino gli sviluppi della politica di fronte unico e fronte popolare in Spagna. Dal gennaio all'aprile del 1935 tenne a Mosca le Lezioni sul fascismo. Nel luglio al VII congresso dell'Ic svolse una delle due relazioni generali, sul II punto all'ordine del giorno. La permanenza a Mosca fu interrotta da due viaggi in Spagna come inviato dell'Ic nel luglio del 1937 e dal settembre 1937 al 1939. In seguito alla sconfitta della Spagna repubblicana, riparò avventurosamente prima in Algeria e quindi in Francia, dove pose a capo del centro estero del partito Novella, Massola, Roasio ai quali si aggiunse in seguito Negarville.
Il 1° settembre venne arrestato a Parigi e rimase in carcere, sotto falso nome, per sei mesi. Scarcerato, raggiunse alcune settimane dopo l'Unione Sovietica. Il 29 giugno 1941, con il nome di Mario Correnti, cominciò da Mosca le trasmissioni radiofoniche destinate all'Italia. Il 27 marzo 1944 sbarcò a Napoli, tornando in Italia dopo 18 anni di esilio, e promosse la svolta di Salerno. Il 22 aprile divenne ministro senza portafoglio del nuovo governo Badoglio. In giugno usci il primo numero di «Rinascita» rivista di cui fu direttore fino alla morte.
Dopo la liberazione di Roma, il 18 giugno fu confermato ministro senza portafoglio nel primo governo Bonomi, fu poi vicepresidente del consiglio nel secondo governo Bonomi. Dalla metà di giugno ai primi di dicembre del 1945 fu ministro di grazia e giustizia nel governo Parri. Dal dicembre al 1. luglio del 1946 ricoprì lo stesso incarico nel primo gabinetto De Gasperi.
L'8 agosto fu nominato segretario generale del Pci, carica formalmente vacante dall'arresto di Gramsci. Il V congresso nazionale del Pci lo confermò segretario generale del partito. Nelle elezioni del 2 giugno 1946 fu eletto all'Assemblea costituente. Alle elezioni politiche del 18 aprile 1948, che segnarono la sconfitta del Fronte popolare, fu eletto alla Camera nella circoscrizione di Roma. Venne confermato in tutte le successive legislature, ricoprendo sempre la carica di presidente del gruppo parlamentare comunista.
Il 14 luglio 1948 fu gravemente ferito all'uscita della Camera dei deputati, dallo studente siciliano Antonio Pallante. In questo anno sotto la sua supervisione cominciò la pubblicazione dei quaderni del carcere di Gramsci.
Il 17 dicembre 1950 si recò a Mosca dove rifiutò la richiesta di Stalin di trasferirsi a Praga per divenire segretario del Kominform. Nella seduta del Cc del 14 marzo 1956 riprese i temi della destalinizzazione, già trattati da Krusciov durante il XX congresso del Pcus tenutosi a Mosca nello stesso anno, ma tacque sul «rapporto segreto». Sulla genesi e le degenerazioni dello stalinismo tornò a giugno nell'intervista concessa a «Nuovi argomenti».
In dicembre con la relazione all'VIII congresso nazionale rilanciò la via italiana al socialismo.
Nel 1960 pubblicò negli Annali Feltrinelli La formazione del gruppo dirigente del Pci nel 1923-1924. Nel 1962 trasformò «Rinascita» in settimanale. Il 13 agosto 1964, mentre visitava il campo dei pionieri di Artak nei pressi di Yalta fu colpito da emorragia cerebrale. Mori il 21 agosto e i funerali si svolsero a Roma il 25 agosto.

Nella riunione del 28 agosto 1964 la segreteria del Pci stabilì che si procedesse alla raccolta, all'ordinamento e alla conservazione delle carte e degli scritti di Togliatti, incaricando di questo lavoro Franco Ferri, allora direttore dell'Istituto Gramsci, e Luigi Amadesi, segretario di Togliatti. Il 9 settembre Ferri e Amadesi presentavano alla segreteria un piano di lavoro che prevedeva la ricognizione delle carte private presenti nell'ufficio della direzione e nell'abitazione del dirigente. Ferri e Amadesi indicavano l'opportunità di raccogliere in un'unica sede, l'Istituto Gramsci, il materiale reperito per procedere ad un lavoro preliminare di riproduzione xerografica, ad un successivo ordinamento cronologico in serie tematiche e alla schedatura dei documenti da effettuarsi sulle copie xerografate, in vista anche del lavoro di redazione per la pubblicazione della bibliografia degli scritti e dell'edizione di questi predisposta da una apposita commissione formata da Gian Carlo Pajetta, Rossana Rossanda e dallo stesso Ferri.
Il piano di lavoro cosi articolato venne approvato dalla segreteria nella riunione dell'll settembre 1964. Con una lettera del 22 gennaio 1965 Ferri comunicava la fine del lavoro di ricognizione e inventariazione delle carte private conservate da Nilde Jotti e di inventariazione e riproduzione dei documenti esistenti nell'archivio del partito conservati presso la direzione. Di questi ultimi erano state fatte due copie, una delle quali era stata collocata al posto del documento originale che, con la seconda copil, era stato trasferito all'Istituto Gramsci.
Il fondo Palmiro Togliatti al momento dell'inizio dei lavori di riordinamento e schedatura che si sono conclusi con il presente inventario era diviso in tre blocchi di documenti: le cosidette «carte Ferri Amadesi», le «carte della scrivania» e gli «originali».
L'ordinamento attuale, come risulta dall'inventario, ha comportato una nuova organizzazione delle carte. Dall'analisi dell'ordine delle carte e dai riferimenti archivistici è emerso che le cosiddette «carte della scrivania» provenivano sia dalla scrivania di casa che dall'ufficio di Togliatti presso la direzione del Pci in via delle Botteghe Oscure. La diversa provenienza ha determinato la creazione di due serie distinte: la serie 1: Carte Botteghe Oscure e la serie 2.: Scrivania di casa.
Per la serie Carte Botteghe Oscure sono state create le sottoserie al fine di rendere più agevole la consultazione mentre le carte della serie Scrivania di casa sono state inventariate mantenendo la suddivisione già esistente data loro da Franco Ferri e Luigi Amadesi.
Ferri e Amadesi, infatti, avevano diviso in sette classi (pur lasciandole fisicamente separate) le carte provenienti dalla scrivania di casa e le carte provenienti dall'archivio del Pci, dagli archivi redazionali dell' «Unità» e di «Rinascita» e dagli archivi delle Federazioni (ora «Carte Ferri-Amadesi») secondo il seguente schema:
classe 1: Scritti [Carte Ferri-Amadesi]
classe 2: Discorsi [Carte Ferri-Amadesi]
settore 3: Attività istituzionale e di partito [Scrivania di casa]
classe 4: Telegrammi [Carte Ferri-Amadesi]
classe 5: Corrispondenza [Carte Ferri-Amadesi]
settore 6: Corrispondenza, carte personali e appunti [Scrivania di casa]
classe 7: Su Togliatti [Carte Ferri-Amadesi]
Le carte appartenenti al terzo blocco di documentazione (gli «originali»), originariamente compresi tra le carte Ferri-Amadesi ma separate dal resto in quanto autografe, contenevano carte personali ma sopratutto corrispondenza di natura politica ordinata per anno. Gran parte di questa documentazione era già presente in fotocopia nelle altre serie: il documento originale è stato quindi sostituito alla fotocopia e la parte restante della documentazione è andata a costituire la serie 5. Corrispondenza. politica.
Le Carte Marisa Malagoli, infine, sono le carte versate alla Fondazione Istituto Gramsci nel 2001, dalla figlia di Togliatti, Marisa Malagoli, di cui portano il nome. I lavori di inventariazione sono intervenuti nell'ordinamento cronologico dei fascioli.
L'archivio è stato dichiarato di notevole interesse storico dalla Sovrintendenza archivistica per il Lazio in data 18 settembre 1975.

La quasi totalità della documentazione è compresa nell'arco cronologico 1944-1964.
Il fondo contiene documentazione di carattere privato e politico. Sono docoumentate tutte le fasi della vita politica di Togliatti e tutti gli incarichi politici ricoperti, istituzionali e di partito.
Sono presenti appunti su varie questioni, manoscritti di discorsi, articoli e saggi pubblicati in varie sedi, appunti di colloqui con delegazioni straniere, note su riunioni e ritagli stampa.
Molto ricca è la parte relativa alla corrispondenza, presente in tutte le serie.
In molti casi sono presenti le diverse versioni degli scritti e dei discorsi di Togliatti, in forma manoscritta e a stampa.
Il fondo contiene anche documentazione in fotocopia.

Il fondo è stato riordinato secondo il seguente schema:

Serie 1: Carte Botteghe Oscure, 1899 - 1964
Sottoserie 1: Documenti personali e corrispondenza familiare, 1899 - 1962
Sottoserie 2: Corrispondenza, 1925 - 1962
Sottoserie 3: Attività istituzionale, 1943 - 1961
Sottoserie 4: Partito comunista italiano, 1924 - 1963
Sottoserie 5: Scritti, 1919 - [1962]
Sottoserie 6: Documentazione, 1943 - 1964
Sottoserie 7: Documenti storici raccolti da Togliatti, 1831 - 1907
Serie 2: Scrivania di casa, 1944 - 1964
Sottoserie 1: "Settore 3": attività istituzionale e di partito,1945 - 1962
Sottoserie 2: "Settore 6":corrispondenza,carte personali e appunti,1944 - 1964
Serie 3: Carte Ferri - Amadesi, 1937 - 1964
Sottoserie 1: Anni, 1937 - 1944
Sottoserie 2: Anno 1944
Sottoserie 3: Anno 1945
Sottoserie 4: Anno 1946
Sottoserie 5: Anno 1947
Sottoserie 6: Anno 1948
Sottoserie 7: Anno 1949
Sottoserie 8: Anno 1950
Sottoserie 9: Anno 1951
Sottoserie 10: Anno 1952
Sottoserie 11: Anno 1953
Sottoserie 12: Anno 1954
Sottoserie 13: Anno 1955
Sottoserie 14: Anno 1956
Sottoserie 15: Anno 1957
Sottoserie 16: Anno 1958
Sottoserie 17: Anno 1959
Sottoserie 18: Anno 1960
Sottoserie 19: Anno 1961
Sottoserie 20: Anno 1962
Sottoserie 21: Anno 1963
Sottoserie 22: Anno 1964
Serie 4: Carte Marisa Malagoli, 1926 - 1964
Serie 5: Corrispondenza politica, 1944 - 1964