Su abuelo fue un banquero judío amante de las letras que amaba especialmente la literatura latina, de ahí que su hijo se llamase Tulio y su nieto Cátulo (Catulle) en honor a los dos grandes poetas clásicos.Se dio a conocer en 1860 al fundar la Revue fantaisiste, en la que colaboró en particular el narrador Villiers de l'Isle-Adam.En la revista Le Parnasse Contemporain que dio título a la estética parnasiana participó activamente.Hacia 1869, Catulle Mendès había empezado una relación con la compositora Augusta Holmès que le dará cinco hijos antes de separarse en 1886; las tres hijas fueron pintadas por Auguste Renoir (Les Filles de Catulle Mendès).Su actividad en el campo de la crítica teatral le procuró un incidente con el director Aurelien Lugné-Poe que, tras una crítica furibunda publicada en La Revue Blanche fue respondida mediante un artículo de Lugné-Poe en La Presse.Pese a ello no se sabe si murió instantáneamente o quedó en la vía moribundo y fue atropellado una segunda vez por el tren de las cuatro de la madrugada que se dirigía a París.
