Nació en Cumaná el 09 de junio de 1890, hijo de Don Jerónimo Ramos Martínez y Rita Sucre. Fue el mayor de sus hermanos: Trina, Miguel, Luis, Lorenzo y Carmen. Luego de sus primeros estudios en la escuela de Don Jacinto Alarcón, en 1900 se muda a Carúpano con su tío Don José Antonio Ramos Martínez, párroco de la iglesia Santa Rosa de Lima, de quien comienza a recibir clases de latín y griego.

Mientras se encuentra en Carúpano muere su padre, en 1902, lo que agrava los problemas económicos que la familia venía padeciendo. Ramos Sucre permanece en Carúpano hasta el año siguiente, cuando la muerte del padre Ramos Martínez lo obliga a regresar a la ciudad natal.

En 1904 ingresa al Colegio Nacional de Cumaná, de donde se graduará como Bachiller en Filosofía seis años más tarde. Aparte de sus asignaturas regulares, emprende el estudio del francés, inglés, italiano y alemán. Es ayudante del rector José Silverio González en las clases de latín.

Culminado el bachillerato se traslada a Caracas e inicia, en la Universidad Central de Venezuela, estudios de Derecho y Literatura. En ese período de su vida publica sus primeros textos en los diarios y revistas de la capital. El Tiempo, El Nuevo Diario, El Universal y otros medios impresos reciben sus colaboraciones.

En 1917 concluye los exámenes de Derecho y a partir del año siguiente ejerce como Juez Accidental de Primera Instancia en lo Civil. Al mismo tiempo emprende estudios de sueco y holandés. También dicta clases de latín en el instituto San Pablo, y de griego y latín en el liceo Andrés Bello.

A partir de 1920 trabaja como asistente al traductor e intérprete del Ministerio de Relaciones Exteriores. En 1921 aparece su primer libro, Trizas de papel, y dos años después publica el ensayo Sobre las huellas de Humboldt. Durante los años siguientes aparecen diversas colaboraciones en medios periodísticos y revistas, recibe el título de Doctor en Ciencias Políticas y es promovido a traductor e intérprete.

Publica La Torre de Timón en 1925, libro que incluye Trizas de papel, Sobre las huellas de Humboldt y 52 textos inéditos. Es designado Cónsul General de Venezuela en Ginebra en 1929. Ese mismo año aparecen simultáneamente sus dos últimos libros: El cielo de esmalte y Las formas del fuego. El 1 de diciembre parte para Europa y el 27 del mismo mes llega a Hamburgo, donde recibe tratamiento contra la amibiasis en el Instituto Tropical a partir del año 1930. Las crisis de insomnio que venía sufriendo desde varios años antes se hacen más severas, y los médicos diagnostican desórdenes nerviosos. Pasa una temporada en el sanatorio Stephanie, en la ciudad italiana de Merano. En marzo de ese año se encarga del consulado en Ginebra. El 09 de junio de 1930 cumple 40 años y debido a su estado depresivo ingiere una sobredosis de veronal. Fallece el 13 de junio. El 21 de julio Cumaná recibe los restos mortales de José Antonio Ramos Sucre para ser enterrados el día 25 en el panteón de la familia Ramos Sucre.