Thiago de Mello va néixer a Porantim do Bom Socorro, un barri de Barreirinha, dins l'estat d'Amazones.[3] Va completar a Manaus la seva educació elemental al Grupo Escolar Barão de Rio Branco i a l'institut Gymnásio Pedro II de Manaus. Posteriorment va traslladar-se a Rio de Janeiro, on es va matricular en la Facultat de Medicina, però va abandonar la carrera després de quatre anys, per seguir la seva vocació de poeta. El 1951 publica Silêncio e palavra, el seu primer llibre, aclamat per la crítica.[4]
Durant la seva estada a Rio, va fundar l'editora Hipocampo i va tenir els primers contactes amb la política. Va encapçalar moviments contra el govern Vargas, va dirigir el departament de cultura de l'ajuntament carioca (1959) i va entrar en el servei diplomàtic com a agregat cultural a Bolívia i Xile.[3]
El 1964 va escriure el que fou el seu poema més conegut,[2]Os estatutos do homem ("Els estatuts de l'home"), on defenia els drets humans, en oposició al règim militar tot just instaurat al país. De Mello va ser represaliat i va haver de marxar a l'exili, a Xile, on havia estat durant la seva etapa al Ministeri d'Exteriors. Es va retrobar amb Pablo Neruda, un bon amic i simpatitzant polític. Allà va presenciar el derrocament d'Allende i el cop militar subsegüent de Pinochet. Neruda va dir d'ell: «Thiago de Mello és un transformador d'ànimes» i va dedicar-li el poema Thiago y Santiago. També va viure a l'Argentina, Portugal, França i Alemanya.[5]
Amb el final de la dictadura, va poder tornar a la seva ciutat natal de Barreirinha, on va viure en una casa propietat de l'arquitecte Lúcio Costa i on va treballar per la integritat de la regió de l'Amazones i pels drets humans.[6]
