Cak Imin mengenyam pendidikannya di SD Mamba’ul Maarif, Denanyar, Jombang pada 1979, kemudian melanjutkan pendidikan SMP ke Madrasah Tsanawiyah Negeri (MTSN) Jombang dan lulus pada 1982. Saat SMA, Cak Imin bersekolah di Madrasah Aliyah Negeri (MAN) I Yogyakarta dan lulus pada 1985.
Usai lulus SMA, Cak Imin berkuliah S1 di Fisipol Universitas Gajah Mada (UGM) Yogyakarta, kemudian melanjutkan S2 ke Magister Komunikasi Universitas Indonesia (UI) dan lulus pada 1998, dan Cak Imin juga telah meraih gelar Doktor di Universitas Airlangga, Surabaya pada 2018 lalu.
Cak Imin telah aktif di berbagai organisasi pergerakan sejak duduk dibangku kuliah, Cak Imin bergabung di Pergerakan Mahasiswa Islam Indonesia (PMII) dan terpilih menjadi Ketua Cabang PMII Yogyakarta pada 1994-1997. Selain itu, Cak Imin juga aktif di Komite Nasional Pemuda Indonesia (KNPI).
Karier politik Cak Imin dimulai bersamaan dengan lahirnya Era Reformasi. Pada tahun 1998, Cak Imin bersama tokoh-tokoh Nahdlatul Ulama termasuk Abdurrahman Wahid (Gus Dur) mendirikan PKB dan ia ditunjuk sebagai Sekretaris Jenderal (Sekjen).
Pada Pemilu 1999, Cak Imin terpilih sebagai Anggota DPR RI dari PKB pada usia 32 tahun, Cak Imin juga menjadi Wakil Ketua DPR RI 1999-2004, dan termasuk kategori pimpinan termuda di DPR RI yang pernah ada saat itu. Pada Pemilu 2004, Cak Imin terpilih kembali menjadi Anggota DPR RI dan kembali menjadi Wakil Ketua DPR RI 2004-2009.