طلوعی در سال ۱۳۰۹ در شهر میانه آذربایجان شرقی به دنیا آمد.وی تحصیلات ابتدایی را در زادگاهش و دوران دبیرستان را در مدرسه دارالفنون تهران سپری کرد. این پژوهشگر تاریخ مدرک کارشناسی خود را در رشته ادبیات فرانسه از دانشگاه تهران دریافت کرد و همزمان با تحصیل، در مطبوعات آن دوره کار می کرد. وی ۱۰ سال، سردبیری نشریه «خواندنی ها» را بر عهده داشت. طلوعی در سال ۱۳۵۰ وارد مجلس شورای ملی وقت شد و پس از پیروزی انقلاب به حرفه نویسندگی پرداخت.مجله خواندنی ها، که دوره انتشارش نزدیک چهار دهه ادامه داشت، از سال ۱۳۲۷ تا سال ۱۳۳۵ زیر نظر علی اصغر امیرانی با سردبیری محمود طلوعی منتشر شد. او پس از یک دوره ترک موقت، دوباره همکاری اش را با این مجله از سر کار گرفت و تا آذر ۱۳۴۶ به این کار پرداخت.در رادیو و تلویزیون هم برنامهٔ سیاسی اجرا می کرد. از سال ۱۳۵۰ شخصا مبادرت به انتشار مجلهٔ ماهانه ای به نام «مسائل جهان» کرد و چندین سال آن را مرتبا انتشار می داد و اکثر مطالب مجله را شخصا تهیه می کرد و به نام های مستعار انتشار می داد. طلوعی در جوانی وارد وزارت فرهنگ شد. مدتی دبیر دبیرستان ها بود، بعد شغل اداری گرفت و به وزارت دارایی انتقال یافت. اولین شغل او در وزارت دارایی، مشاور وزیر بود، بعد مدیرکل روابط عمومی آن وزارتخانه گردید. در دورهٔ بیست و سوم قانونگذاری در سال ۱۳۵۰، از طرف حزب ایران نوین کاندیدای شهر میانه شد و به مجلس راه یافت. بعد از خاتمه دوره مجلس، به وزارت دارایی بازگشت و مجددا عنوان مشاور وزیر را گرفت. وی به زبان های فرانسه و انگلیسی تسلط داشت و به زبان های عربی و ترکی استانبولی آشنا بود.محمود طلوعی در سال های اخیر بیشتر در ایالات متحده آمریکا به سر می برد و حضور کم رنگی در مطبوعات ایران داشت و بیشتر مشغول تألیف و ترجمه بود. پنجشنبه حوالی ساعت ۸ شب ۲۹ مرداد ۱۳۹۴ در حالی که قصد عبور از عرض بلوار آفریقا در منطقه جردن تهران را داشت، بر اثر برخورد یک موتور سیکلت، به شدت مجروح شد و پس از انتقال به بیمارستان شهدای تجریش در سن ۸۵ سالگی، درگذشت.علی دهباشی دربارهٔ محمود طلوعی به بی بی سی گفت: «او یکی از روزنامه نگاران برجسته ایران بود که در دوره ای متفاوت از تاریخ مطبوعات معاصر ایران حضور چشم گیری داشت و توانسته با سردبیری در مجله خواندنی ها در دو دروه متفاوت پیش و پس از کودتای ۲۸ مرداد تأثیرگذار باشد.»