Nguyên Trai est élevé par sa mère et son grand-père maternel, ministre régent sous les Trân.

Après avoir été reçu Thai hoc sinh (docteur), il devient Ngù su dài hành chuong (chef du bureau impérial de l'inspection) sous les Hô. Nguyên Trai et son père contribuent aux réformes économiques, politiques et culturelles de la dynastie de Hô. Suite à l'invasion chinoise, Nguyên Phi Khanh, le père de Nguyên Trai, est fait prisonnier de guerre. Les Chinois l'emmènent en captivité avec d'autres lettrés et techniciens dont Nguyên An, architecte, futur bâtisseur de la Cité impériale à Pékin. Nguyên Phi Khanh lui conseille de revenir à la maison pour "laver la honte nationale et venger (ton) père."

Vers 1420, Nguyên Trai remet à Lê Loi, leader de la résistance et futur roi, le plan stratégique de pacification contre les Ming (Binh Ngô sach) dans lequel il propose la conquête des coeurs (tâm công), une sorte d'offensive psychologique.

Devenu ensuite lieutenant de Lê Loi, il est auteur de la stratégie dite dich vân (campagne de propagande avec l'ennemi). Il écrit beaucoup de lettres adressées aux généraux ennemis pour les persuader de se rendre. Cette campagne obtient des résultats inespérés.

La résistance vietnamienne obtient la victoire finale en reconquérant son indépendance. Le roi (Lê Loi devenu dynastiquement Lê Thai Tô) nomme Nguyên Trai ministre de l'Intérieur et président du Conseil d'Etat (Co Mât Viên).

En 1429, il est emprisonné sous prétexte d'être ami de Trân Nguyên Han, un haut mandarin soupçonné d'avoir commis le crime d'infidélité. Ce dernier se suicide. Le roi libère Nguyên Trai et lui restitue toutes ses fonctions et titres mais il n'a pas confiance en Nguyên Trai et en d'autres personnes de grand talent.

Après la mort du roi Lê Thai Tô, Nguyên Trai devient lieutenant du nouveau roi Lê Thai Tôn. Il conseille au roi de pratiquer une politique en vue de l'épanouissement des valeurs humaines fondée sur l'humanisme. La droiture de son esprit a semé la discorde chez les flatteurs et les courtisans de la Cour impériale.

En 1442, le roi Lê Thai Tôn va voir Nguyên Trai à Côn Son où ce dernier vit en concubinage avec Thi Lô, une femme de lettres d'une grande beauté. Après cette visite, le roi ordonne à Thi Lô de l'accompagner à la capitale. Quelques jours plus tard, le cortège s'arrête au jardin des letchis (Trai Vai) à Bac Ninh. Pendant la nuit le roi s'enrhume et meurt le lendemain matin. La plupart des hauts mandarins profitent de cette occasion pour accuser Nguyên Trai afin de le supprimer. Ce dernier est accusé de régicide et condamné à mort avec tous les membres des trois générations successives de sa famille. Ils sont tous exécutés le 19 septembre 1442. Nguyên Trai, l'écrivain le plus humaniste qu'ait connu la littérature vietnamienne, a ainsi une fin infamante.

Vingt ans plus tard, le roi Lê Thanh Tôn promulgue un édit en vue d'innocenter Nguyên Trai.