Phạm Xuân Ẩn sinh năm 1927, tại xã Bình Trước, Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai, trong gia đình một viên chức cao cấp của chính quyền thuộc địa. Quê gốc của ông tại Hải Dương. Gia đình ông chuyển đến sống tại Huế khi cụ nội của ông là nghệ nhân kim hoàn được gọi vào Kinh đô để chế tác đồ vàng bạc cho triều đình. Ông nội của Phạm Xuân Ẩn là hiệu trưởng một trường nữ sinh ở Huế, đã được Vua ban Kim khánh. Cha của ông là một kỹ sư công chánh cao cấp tại Sở Công chánh, làm công tác trắc địa trên khắp miền Nam. Ông được sinh tại Nhà thương Biên Hòa, do chính các bác sĩ Pháp đỡ đẻ. Tuy là một viên chức cao cấp, nhưng cha của ông không nhập quốc tịch Pháp.
Thời niên thiếu, ông sống tại Sài Gòn, sau chuyển về Cần Thơ học trường Collège de Cần Thơ. Năm 1945, Cách mạng tháng Tám nổ ra, ông bỏ học và tham gia tổ chức Thanh niên Tiền phong, sau đó học một khóa huấn luyện của Việt Minh về công tác tuyên truyền.
Năm 1947, ông trở về Sài Gòn để chăm sóc thân phụ đang bệnh nặng. Tại đây, ông tổ chức các cuộc biểu tình của sinh viên Sài Gòn, đầu tiên là chống Pháp rồi sau chống Mỹ. Ông làm Thư ký cho Công ty Dầu lửa Caltex cho đến năm 1950.
Năm 1950, ông vào làm ở Sở thuế quan Sài Gòn. Thực chất lúc này ông được Việt Minh giao nhiệm vụ tìm hiểu tình hình vận chuyển hàng hóa, khí tài quân sự và quân đội từ Pháp sang Việt Nam và từ Việt Nam về Pháp. Đây là những bước đầu hoạt động tình báo đầu tiên của ông. Năm 1952, ông ra Chiến khu D và được Bác sĩ Phạm Ngọc Thạch - ủy viên ủy ban Hành chánh Kháng chiến Nam Bộ - giao nhiệm vụ tình báo chiến lược.
Năm 1953 tại rạch Cái Bát, Cà Mau trong rừng u Minh, Phạm Xuân Ẩn được chính thức kết nạp vào Đảng Cộng sản Việt Nam.
Năm 1954, Phạm Xuân Ẩn bị gọi nhập ngũ và được trưng dụng ngay làm bí thư phòng Chiến tranh tâm lý trong Bộ Tổng hành dinh quân đội Liên hiệp Pháp tại Camp Aux Mares (thành Ô Ma). Chính tại đây, ông đã quen biết với Đại tá Edward Lansdale, Trưởng phái bộ quân sự đặc biệt của Mỹ (SMM), trên thực tế là người chỉ huy CIA tại Đông Dương cũng là trưởng phái đoàn viện trợ quân sự Mỹ (US.MAAG) ở Sài Gòn.
Trong công tác tình báo, để có thể đi khắp nơi và tiếp cận với những nhân vật có quyền lực nhất, tháng 10 năm 1957, theo sự chỉ đạo của đồng chí Mai Chí Thọ và Trần Quốc Hương (Mười Hương, nguyên Bí thư Trung ương Đảng, Trưởng ban Nội chính Trung ương) Phạm Xuân Ẩn qua Mỹ học ngành báo chí.
Tháng 10 năm 1959, Phạm Xuân Ẩn về nước, nhờ những mối quan hệ, ông được Trần Kim Tuyến, Giám đốc Sở Nghiên cứu Chính trị Văn hóa Xã hội (thực chất là cơ quan mật vụ trực thuộc Phủ Tổng thống), biệt phái sang làm việc tại Việt tấn xã phụ trách nhũng phóng viên ngoại quốc làm việc tại đây.
Từ năm 1960 đến giữa năm 1964, ông làm cho Hãng thông tấn Reuters.
Từ năm 1965 đến năm 1976, ông là phóng viên người Việt chính thức duy nhất của Tuần báo Time, ngoài ra ông còn là cộng tác viên của các tờ báo khác như The Cliristian Science Monitor...
Từ khi ở Mỹ về nước cho đến năm 1975, với vỏ bọc là phóng viên, nhờ quan hệ rộng với các sĩ quan cao cấp, các nhân viên tình báo, an ninh quân đội và người của CIA, Phạm Xuân Ẩn đã có được mọi nguồn tin tức quan trọng từ quân đội, cảnh sát và cơ quan tình báo.
Những tin tức và phân tích tình báo chiến lược của Phạm Xuân Ẩn được bí mật gửi cho Bộ chỉ huy quân sự ở miền Bắc thông qua Trung ương Cục miền Nam. Chúng sống động và tỉ mỉ đến mức người ta kể rằng Đại tướng Võ Nguyên Giáp đã reo lên: Chúng ta đang ở trong phòng hành quân của Hoa Kỳ. Tổng cộng, Phạm Xuân Ẩn đã gửi về căn cứ 498 báo cáo bao gồm tài liệu nguyên gốc đã được sao chụp, các thông tin mà ông thu lượm cùng phân tích và nhận định của bản thân. Cụ thể là:
Giai đoạn 1961-1965: những bản tài liệu nguyên bản về chiến lược chiến tranh đặc biệt như Tài liệu McGarr; tài liệu Staley, tài liệu Taylor, tài liệu Harkins; tài liệu ấp chiến lược... Ông gửi về nguyên bản kế hoạch kế hoạch Staley-Taylor.
Giai đoạn 1965-1968: Các kế hoạch liên quan đến chiến lược chiến tranh cuc bộ, phục vụ chiến thuật Mậu Thân 1968.
Giai đoạn 1969-1973: những tài liệu liên quan đến chiến lược Việt Nam hoá chiến tranh.
Giai đoạn 1973-1975: hàng trăm bản tin nguyên bản "phục vụ trên hạ quyết tâm giải phóng miền Nam"...
Ngày 30 tháng 4 năm 1975, Phạm Xuân Ẩn là một trong những nhà báo chứng kiến sự kiện xe tăng của Quân đội Nhân dân Việt Nam húc đổ cổng dinh Độc Lập. Đến thời điểm đó cũng như một vài tháng sau, các đồng nghiệp phóng viên và những người thuộc chính quyền cũ cũng như chính quyền mới vẫn chưa biết ông là một điệp viên cộng sản. Khi đó vợ con của ông đã rời khỏi Việt Nam theo chính sách sơ tán của Mỹ, theo kế hoạch của ta, ông sẽ được gửi sang Mỹ để tiếp tục hoạt động tình báo. Tuy nhiên, ông đã đề nghị cấp trên cho ngừng công tác do đã hoàn thành nhiệm vụ. Kế hoạch thay đổi, vợ con ông đã phải mất một năm để quay lại Việt Nam theo đường vòng: Paris - Moskva - Hà Nội - Sài Gòn.
Ngày 15 tháng 1 năm 1976, Trung tá Trần Văn Trung (tức Phạm Xuân Ẩn) cán bộ tình báo thuộc Bộ Tham mưu Miền được Đảng, Nhà nước Việt Nam phong tặng danh hiệu "Anh hùng lực lượng vũ trang". Lúc này nhiều người mới chính thức biết ông là một tình báo viên thời chiến.
Tháng 8-1978, ông ra Hà Nội dự một khóa học tập chính trị dành cho cán bộ cao cấp trong 10 tháng.
Năm 1990, Đại tá Phạm Xuân Ẩn được thăng cấp Thiếu tướng.
Năm 2002, ông về hưu. Nhưng cho tới sáu tháng trước khi qua đời, Phạm Xuân Ẩn vẫn đóng vai trò như một cộng tác viên của tình báo Việt Nam. Ông tham gia vào việc bình luận và đánh giá các tài liệu của Tổng cục Tình báo (Tổng cục 2, trực thuộc Bộ Quốc phòng). Ông mất tháng 9 năm 2006.
Các huân chương, huy chương ông đã được tặng thưởng:
Huân chương Độc Lập hạng Nhì.
Huân chương Quân công hạng Ba.
Huân chương Chiến thắng hạng Ba.
Huân chương Kháng chiến chống Mỹ hạng Nhất.
Huân chương Chiến công (1 hạng Nhất; 2 hạng Nhì; 1hạng Ba).
Huân chương Chiến sĩ vẻ vang hạng Nhất, Nhì, Ba.
Huy chương Quân kỳ Quyết thắng.
Huy hiệu 50 năm tuổi Đảng
Nguyễn Thái An
Hà Tiến Thăng