Ông là con Tiến Sĩ Phạm Liệu, người đứng đầu nhóm Ngũ Phụng Tề Phi, từng làm quan đến chức Tổng Đốc Nghệ An rồi Thượng Thư Bộ Binh, dưới các triều vua Thành Thái, Duy Tân, Khải Định và Bảo Đại. Mẹ ông là bà Lê Thị Giảng, người Thanh Hóa.
Lúc nhỏ, ông học trường Quốc Học Huế, sau ra Hà Nội học tại trường Mỹ Thuật Đông Dương (nay là Đại Học Mỹ Thuật Việt Nam).
Do mắc chứng bệnh động kinh, ông nằm điều trị tại nhà thương Vôi ở Bắc Giang một thời gian rồi được chuyển về quê nhà. Nhưng khi tàu hỏa đến đoạn Đồng Hới (Quảng Bình) – Huế, thì ông mất, hưởng dương 24 tuổi. Hôm ấy, là ngày 3 Tháng Giêng, 1944.
Kể về chuyến trở về của Phạm Hầu, sách “Việt Nam Thi Nhân Tiền Chiến” (Quyển 2) viết: (Phát giác ông mất), người soát vé bắt buộc người thân đi theo phải đem xác ông xuống ga Truồi (Huế). Từ nơi đó, người nhà thuê thuyền đưa ông về Huế rồi an táng trên một đồi nhỏ, sau một ngôi chùa cổ ở vùng Nam Giao. Và để tiễn biệt một linh hồn cô đơn đi vào nơi yên nghỉ cuối cùng, người ta chỉ nghe đôi câu kinh, vài tiếng thút thít trong một chiều mưa gió thê lương…
Thơ ông để lại không nhiều, chỉ vỏn vẹn có 20 bài nhưng đó lại là những viên ngọc quý của kho tàng thi ca Việt Nam.
Vọng Hải Đài
Chẳng biết trong lòng ghé những ai
Thềm tim từng dội gót vân hài
Hỡi ôi! Người chỉ là du khách
Một phút dừng chân vọng hải đài
Cơn gió nào lên có một chiều
Ai ngờ thổi tạt mối tình kiêu
Tháng ngày đi rước tương tư lại
Làm rã chân thành sắp sửa xiêu
Trống trải trên đài du khách qua
Mây ngày vơ vẩn, gió đêm là
Muôn đời e hãy còn vương vấn
Một sắc không bờ trên biển xa
Lòng xiêu xiêu, hồn nức hương mai
Rạng đông về thức giấc hoa lài
Đưa tay ta vẫy ngoài vô tận
Chẳng biết xa lòng có nhũng ai?
