Errenterian 1915eko abuztuaren 20an jaiotako hizkuntzalari gipuzkoarra. 1987ko urriaren 11 hiltzen da, 72 urte zituela.
Jatorri apalekoa (aita otzaragilea zen, gipuzkoarra, ama Donibane Garaziko ehule baten alaba), luzaroan ohean egon beharra ekarri zion txorkatilako gaixo bat zela eta eskolara berandu hasi zen. Oinarrizko batxilergoa Donostiako Institutuan egin zuen eta goi mailakoa bere aitak hemiplegia bat izatearren eta ondorioz ekonomia-eragozpenak eratortzeagatik bulego baten lanean zebilela egin behar izan zuen.
Euskeraz bere alfabetatzea ohean gaixo zegoela Zeruko Argia irakurriz hasi zuen eta bere jatorrizko literaturaren lehenbiziko ezagutzak Martin Lekuona, Errenteriako apaiz lagunkideari esker izan zituen. Bere sendia "karlista hutsalekoa", bere gurasoak lehendabiziko errenteriar abertzaletasunean parte hartu zuten.
15 urte zeuzkala (1930) fabrika baten lanean hasten da, eta, ANV begiko zitzaion arren eraginkortasun arrazoiengatik EAJ-n eta ELA-n alderdikidetu zen. 20 urte zituela, matxinada militarra izatean, eusko gudarostean sartzen da. Andatza mendian (Urnieta, Gipuzkoa) 1936ko irailaren 15ean izan zuen bere lehen guda-bizipena. Une horretatik aurrera bere bizitzak ez du atsedenik izango. Euskal kanpaina guztia egin eta, gaixorik, Bilboren erorketaren ataria izan zen Artxandako borrokaldia ikusi zuen. Tenientea, Santoñan preso egin eta Dueso-n espetxeratuz (1937ko abuztua), Guda-Kontseilua izan ondoren heriotza zigorrera kondenatu zuten. Handik Larrinagara (Bilbo) eta, 1938ko uztailean, Burgos-era, sarraski-espetxera eraman zuten. Irailean heriotza zigorra 30 urte espetxegatik ordeztu zioten.
1941ean bigarren aldiz epaitua izango da, 1943ko urtarrilaren 13an, 27 urte zituela, askatasuna lortuz. Errenteriara itzuli eta luzaroan lana bilatzeari ekin ondoren Madrilera Jose Uranga enpresagizonaren (Maderas Decorativas) kontulari gisa lana aurkitzen du. Bere lan berria Unibertsitateko ikasketa Klasikoekin aldi berean egitera zihoanean Joseba Rezolak, Erregimen frankistaren erorketa aliatuen garaipen eta Francorenganako oposizio bezala identifikatzen zen nazioarteko egoera bereziki larri baten Eusko Jaurlaritzaren Erresistentzian parte hartzeko eskatu zion. Rezola atxilotuta, Madrileko taldearen erantzukizun guztia beregan dago. Sabin Barrena, Pello Mari Irujo, Matilde Martínez de Ilarduya (geroztik berarekin ezkonduz) eta beste batzuekin, 1946ko apirilean, sarekada baten, erortzen denera arte, lanean dihardu.
Alcalako espetxean sartu zutenetik 16 hilabetegarrenean epaitua da, ustekabean bi urtetako zigorra bakarrik ezarriz. Epe horretan Ocaña, Yeserías, Talavera, etab. espetxeetan izango da eta, Matilderi esker, Filosofia eta Letretako berdinak ikasteari dakitso. Esan beharra dago baita, urte horietan zehar bere soldata Florian Eguinoa erronkariarrak zuzendutako Compañia Auxiliar de la Edificacion-ek zorroztasunez ordaindu zuela. Aske, Matilderekin ezkondu zen 1949ko uztailaren 2an eta Klasikek 1951an amaitzen ditu. Bere " aurrekari penalak" mardulak zirenez, ez du lanbide profesionalik aurkitzerik. Juan de Ajuriagerra, Donostian isilpean bizi denak, idazkari lez dakarrenez, Errenteriara itzultzen da, 1951ko greba ospetsuan eraginkortasunez parte hartuz. Baina Ajuriagerra joan doa eta lana aurkitu behar du. Agud eta beste gipuzkoar batzuen laguntzari esker Erregimenak abegiz ikusten duen Donostiako Circulo Cultural-ean klaseak ematen ditu.
Kulturari dagokion giroa apurka-apurka mugitzen hasten da eta jaio berria den Euskaltzaindiko kide eta "Julio de Urquijo" Euskal Filologia Seminarioko zuzendari tekniko (1954) ere izendatua izango da. Isil-gordean euskaraz literatura argitaratzen hasten den Egan aldizkariaren Kontseiluan parte hartuko du. Irungo Akademia baten -lehenengo latina eta grekoa irakatsiz eta gero denetarik- klaseak ematen arituko da. 1959an, txarto biziz, arrakastaz Doktorego lortzen du bere Fonética histórica vasca tesiarekin. Donostiako Institutuan ere klaseak ematen ditu eta, EUTG-n, latin eta grekoari buruzkoak.
Garai horretatik aurrera Antonio Tovar-ekin izango duen harremana erabakigarria izango da. Tovar, falangista ohia, Jose Vallejo eta beste Salamanca-ko irakasle batzuekin batera, bere ezagutza eta balioarengatik txundituta egonik, "Manuel de Larramendi" Katedra sortuz Mitxelenak bertan bere klaseak, noizbehinka besterik ez bazen ere, eman zitzan bide guztietatik lagun egiten saiatzen zaizkio. Azkenean, aste baten birritan eskatzearen prozedura bitartez "penalak" saihestea lortzen du (bigarrenez, "pasatu" egiten da funtzionarioak fitxa aterata baitu) eta 1967an oposizioz institutuko katedraz jabetzen da. Horrela, Tovar-ek eta bere babesleek Indoeuropar Hizkuntzalaritzaren Katedra bat sortzea eskatzen dute, Mitxelenak, zegozkion oposaketak irabazita, (1968), bere jabetza eskuratuz. "Habían acabado así catorce años de provisionalidad" zihoan.
Urte horretan Euskaltzaindiak euskera batzearen lan zaila burutzea eskatzen dio, euskal hizkuntzaren literatura-batasun horren oinarriak, ez aurkakotasunik eta eztabaidarik gabe eta egun ere zeharo nahaspilatua den gaia dela, ezartzeari ekinaz. Bere irizpidea "arrazoi biologikoa" izenekoa izan zen: euskera batua gipuzkoar, nafar eta lapurditar euskalkien gainean eraikiko da:
"En Aránzazu (1968ko Arantzazuko Kongresuaz mintzo da) me limité a tomar una dirección que, en la realidad, ya estaba marcada: los guipuzcoanos estábamos en el centro, y el problema era ir hacia Oriente u Occidente; la inclinación del guipuzcoano es la de Oriente y coincidía con la adoptada en las reuniones de Bayona. Simplemente la acepté. Cuando alguna vez me he referido a las famosas "razones biológicas", hablaba de esto. El grupo de escritores y hombres del mundo cultural más activo, que era el formado por la gente de la nueva generación, se inclinaba por esta solución, y yo me limité a seguirla. Si Bilbao fuera euskaldún no existiría problema alguno; hubiera adoptado el euskera de Bilbao sin vacilación alguna. Es el mismo tipo de argumento que el de "catalán de Barcelona". Sin embargo, el dialecto vizcaíno es marginal, igual que lo es el suletino; además, el guipuzcoano, y pese a que alguno no lo quiera reconocer, está más cerca del labortano y de hablas navarras que el vizcaíno. Es un hecho, que se puede demostrar en la vida diaria, que los vizcaínos aceptan más fácilmente las formas guipuzcoanas que nosotros las vizcaínas; esto puede ser debido a dos razones: a que los guipuzcoanos seamos más intransigentes en cuestión de euskera, o bien a la misma razón por la cual el emigrante no aprende euskera; porque no le hace ninguna falta. Yo comprendo la reticencia vizcaína, en especial cuando procede de vizcaínos euskaldunes; respeto la opinión de los erdeldunes sobre el euskera, pero, como diría el viejo profesor, no me parece "de calidad". Sin embargo, el recelo influyó decisivamente; el vizcaíno no se indigna porque históricamente la fuerza del euskera guipuzcoano le haya obligado a ser más "transigente", sino por otorgársele al euskera guipuzcoano, por principio, una consideración más alta que al vizcaíno. Los enfrentamientos en Aránzazu, por este motivo, fueron muy fuertes; se llegó a hablar de "imperialismo guipuzcoano". En aquel ambiente, si la solución propuesta hubiera sido pura y simplemente el guipuzcoano, hubiera sido rechazada. Lo adoptado coincidía con la dirección tomada en las reuniones de Bayona; por una y otra parte resultaba la misma solución. Como consecuencia de todo esto, se adoptó un tipo de lengua "mezcla" de guipuzcoano, navarro y labortano; para decirlo más exactamente la definiría así: guipuzcoano de Beterri, alto navarro y labortano."
Arantzazuko tesiak eztabaidatu ondoren, Mitxelenarena gailendu zen, Euskaltzaindiak araudi berriaren araberako euskeraren literatura erabilera gomendatuz.
Salamanca-n bizi zela -Sorbonan klaseak emana izanez-, Unibertsitate hau utzi egin zuen Euskal Herriko Unibertsitatean irakaskuntza ematera joanez (1977). Unibertsitate berriko Filologia Katedran (Euskal eta Indoeuropar Hizkuntzalaritza) lan egiteko, Gasteiz-era bizi izaten joana dugu. 1982an Eusko Jaurlaritzako (Gasteiz) Euskararen Aholkulari izendatua da. Berandu izan arren, zientzia eta irakaskuntza munduak gizon hau izendapenetan ase egin zuen. Zerrenda zehatza izan gabe, Mitxelenak Menéndez Pidal Saria eta Gran Cruz de Alfonso X el Sabio jasotzen ditu (1984); Hanburgoko (1983) F. V. S. Fundazioaren Ossian Saria; Burdeoseko "honoris causa" doktoretza (1982) eta Barcelonako Autonomakoa ere (1984). Euskaltzaindiko kide urgazlea, Espainiako Errege-Akademiako kide urgazlea, eta Société de Lingüistique de París-eko kidea ere. Jubilatzean Euskal Herriko Unibertsitatearen lehen irakasle ohia izatera iritsi zen. 1983an bere espetxeko kideek "Burgosko Espetxea" Unibertsitateko Honoris Causa Doktore izendatzen dute.