出生於台南七股。初中、高中就讀於台南一中，台灣大學經濟系畢業。1958 年與謝蓮治結婚，赴日留學，於東京大學攻讀國際政治。1960 年，與王育德、廖春榮等六位東京大學留學生，創辦《台灣青年》，鼓吹台灣人意識，宣傳台灣獨立的啟蒙運動，1963 年擔任「台灣青年會」委員長，1970 年與美國、加拿大、歐洲組成世界性的台獨聯盟，他一直是台獨聯盟的核心幹部與重要人物。1969 年取得東京大學博士學位，博士論文《台灣民主國之研究》於1970 年榮獲東京大學出版會出版，是外國留學生的第一人。他的東京大學博士學位證書，也在他的堅持下，打破慣例，將他的國籍寫為台灣。
1976 年與彭明敏教授合著的《台灣在國際法上的地位》，提出「台灣地位未定論」，為當時台獨運動提供重要的理論基礎。他所寫的《台灣總督府》，則是日本時代台灣史的簡要入門書，在日本、台灣都不斷再版。1987 年著作《台灣，爆發力的祕密》，分析台灣中小企業的活力，在日本成為暢銷書。他是一位台灣民族主義推動者，他認為民族主義應該具有民主、包容的精神，出版《台灣那想那利斯文》」（Taiwan Nationalism）。
由於從事台灣獨立運動，他被禁止返鄉長達34 年，一直到 1992 年才能回到台灣。1995 年黃昭堂出任台灣獨立建國聯盟主席，1998 年昭和大學退休回台定居，2000 年成立「社團法人台灣安保協會」，致力於台美日民間安保對話與學術交流。民進黨執政，受聘為總統府國策顧問，2004 年總統大選期間，他擔任「二二八百萬人牽手護台灣」總指揮，他常說這是一生很得意的一件事。
黃昭堂主席一生奉獻於台灣獨立建國運動，他經常以「成功不必在我」的精神勉勵同志，他就像是一個「桶箍」，團結眾人，凝聚台灣意識，壯大建國的力量。黃主席在接受寶島新聲專訪時，曾留下令人深刻的話語，他說
我這一生除了台獨運動，別無所求，這是我對待生命浪漫的方式。
台獨運動是黃昭堂一生的志業，更是他的專業，他精闢的論述與實際的行動，永恆的堅持與理想，是台灣人的典範。