Cụ Bùi Bằng Đoàn sinh ngày 19 tháng 9 năm 1889, tại làng Liên Bạt, huyện Ứng Hòa, tỉnh Hà Đông (nay thuộc thành phố Hà Nội) trong một gia đình truyền thống Nho học. Khoa thi năm Bính Ngọ 1906, ba anh em Bùi Bằng Phấn, Bùi Bằng Thuận và Bùi Bằng Đoàn đều ứng thí. Kết quả, Bùi Bằng Phấn đỗ Tú tài, còn Bùi Bằng Thuận và Bùi Bằng Đoàn cùng đỗ Cử nhân. Ba anh em được mệnh danh là Hà đông tam bằng.
Chân dung cụ Bùi Bằng Đoàn
Con đường quan lộ của ông hanh thông năm 1907 thi vào trường Hậu Bổ tại Hà Nội. Ông thông thạo cả Pháp văn và Hán văn.
Khi làm quan ông nổi tiếng là vị quan đức độ, thanh liêm, chính trực, chăm dân. Trên công đường ở những nơi ông làm quan, đều có treo một bảng thông báo "không nhận quà biếu". Với người nhà, ông rất nghiêm khắc, cấm tiệt việc nhận quà, nếu lỡ nhận rồi thì phải mang đi trả lại.
Lúc làm Tri phủ Xuân Trường (Nam Định) ông đã đề xuất và thực hiện việc đắp đê Bạch Long ngăn nước mặn, tạo lập được một vùng lúa, dâu rộng lớn. Ghi công đức ông, dân địa phương đã làm lễ tế sống vị "phụ mẫu chi dân" trẻ tuổi ngay nơi nhậm chức.
Năm 1925, trước việc báo chí lên án cảnh phu đồn điền ở miền Nam bị bóc lột dã man, Chính phủ Nam triều đã cử Bùi Bằng Đoàn vào Nam bộ thanh tra các đồn điền cao su của Pháp. Ông đã tiến hành thanh tra thấu đáo, viết một bản báo cáo dày đến 100 trang bằng tiếng Pháp nêu bật lên những điều vô lý trong chính sách đối với phu đồn điền. Những kiến nghị xác đáng của bản báo cáo đã được nhà đương cục chấp nhận, giảm thiếu những chế độ hà khắc đối với công nhân đồn điền cao su thời đó.
Ngày 17/11/1945, Hồ chủ tịch mời ông tham gia Ban cố vấn Chủ tịch nước, thành viên Ủy ban nghiên cứu kế hoạch kiến thiết đất nước.
Cuối năm 1948 Hồ Chủ tịch và Trung ương đã quyết định đưa ông về xuôi để dưỡng bệnh. Khi về gần đến nhà thì gặp lính Pháp đang càn quét ở Vân Đình, ông phải lánh đi. Khi đó, một mình bà Trần Thị Đức ở nhà, đang cất giấu tài liệu của Quốc hội, của Đảng thì bị giặc Pháp ập vào và bắn chết. Sự hy sinh của bà mãi tới năm 1955, khi về thăm nhà ông mới được biết.
Ông đã được tặng thưởng Huân chương Độc lập hạng nhất, Huân chương kháng chiến chống Pháp hạng nhất.