Oriundo de Jiquilpan, Michoacán, nació el 21 de mayo de 1895. Fueron sus padres Dámaso Cárdenas y Felícitas del Río, de mediana posición económica. La temprana muerte de su padre le hizo trabajar, tras terminar su primaria; aprendió tipografía y trabajó en la Oficina de Rentas de Jiquilpan.
En 1913 se incorpora a la Revolución en Apatzingán, con las fuerzas del general Guillermo Garda. En 1914 era capitán y teniente coronel en 1915. Después de la Convención de Aguascalientes militó en el villismo, a las órdenes del general Federico Morales. En 1915 se une al constitucionalismo. General de brigada desde 1920, secundó el Plan de Agua Prieta (23 de abril. de 1920). El l8 de julio de 1920 se encargó del gobierno de Michoacán. Desde antes se había integrado a la generación sonorense, y relacionado con uno de sus jefes: Plutarco Elías Calles.
Entre 1920 y 1930 jefe de operaciones en Michoacán, el Istmo, la Huasteca, donde conoció de cerca las actitudes de las compañías petroleras, y los problemas sociales y económicos derivados de dicha industria.
Durante la rebelión delahuertista, en 1923, la combatió; vencido por Rafael Buelna en Huejotitlán, en diciembre; prisionero del general Enrique Estrada, es liberado poco después. General de división en julio de 1925. Este año, fue electo gobernador de Michoacán, puesto que desempeñó, con breves ausencias, durante cuatro años.
En septiembre de 1932 entregó el poder. Desde entonces se advirtieron sus preocupaciones fundamentales: educación, régimen agrario, la organización de obreros y campesinos, fomento del civismo, etc. A él se debe la erección de la estatua de Morelos en la isla de Janitzio, lago de Pátzcuaro.
Fue secretario de Gobernación con el presidente Pascual Ortiz Rubio; y de Guerra en el gabinete de Abelardo L. Rodríguez. Antes fue presidente del Partido Nacional Revolucionario. Cuando en 1933 se planteó la sucesión presidencial, surgió su candidatura postulada por ese organismo y el 6 de diciembre fue designado su candidato. Se inició una interesante campaña: se preparó un Plan Sexenal, cuyas normas deberían regir su Gobierno. Tomó posesión el 1 de diciembre de 1934.
Al principio de su gobierno se auguraba que la influencia del general Plutarco Elías Calles persistiría; pero pronto comenzó a realizar su propia política: se organizaron las centrales obreras, dándoseles gran importancia a los sindicatos. Se produjeron huelgas, que alarmaron al sector patronal.
El ala izquierda del Senado se fortaleció. Calles partió a Sinaloa, luego a California. Regresó en diciembre para convertirse en el foco de la oposición. Poco después fue expulsado del país.
En el aspecto agrario se dieron los pasos más firmes en la reforma, y durante su administración se distribuyeron más tierras que en los regímenes revolucionarios anteriores.
La política internacional tuvo aspectos definidos: se protestó ante la Liga de las Naciones, por la invasión de Etiopía por Italia; por la intervención de Hitler en Austria; y se dio apoyo al gobierno republicano español. El 18 de marzo de 1938 el presidente Cárdenas decretó la expropiación de las compañías petroleras.
Preocupado por el problema indígena, se organizó el Primer Congreso Indigenista Interamericano y se fundó el Departamento de Asuntos Indígenas. Se enfrentó ese mismo año a un intento de rebelión, encabezado por el general Saturnino Cedillo. Entregó la administración de los Ferrocarriles Nacionales a los obreros, que fueron reemplazados por una gerencia nombrada por el gobierno.
Creó el 28 de agosto de 1938 la Confederación Nacional Campesina con la cooperación de Emilio Portes Gil, Graciano Sánchez y otros. Promotor del deporte, estableció los parques deportivos capitalinos “18 de Marzo”, “20 de Noviembre” y “Plan Sexenal” e inició los desfiles deportivos que se celebran el 20 de noviembre de cada año.
Creó el Departamento Autónomo de Educación Física. Nombrado en diciembre de 1941 comandante de la región militar del Pacífico. Secretario de la Defensa Nacional (1942-1945) durante la participación de México en la Guerra Mundial. Vocal ejecutivo de la Comisión del Tepalcatepec (julio 1947-agosto 1958). Vocal ejecutivo de la Comisión del Río Balsas desde 1961 hasta su muerte.
Al constituirse (1 de julio de 1969) la empresa de participación estatal, Siderúrgica Las Truchas, SA., fue nombrado presidente del Consejo de Administración. Formó parte (1966) del Tribunal Internacional organizado por Bertrand Russell contra la participación estadounidense en Vietnam y tomó parte en otras actividades internacionales similares.
Condecorado (junio de 1954) por el emperador de Etiopía, Haile Selassie por su apoyo a ese país cuando fue invadido por Mussolini. Premio Stalin internacional de la Paz (1966). Miembro prominente de la Gran Logia Masónica Valle de México de la que fue Gran Maestre del Alto Cuerpo. Le sucedió en la presidencia de la República el general Manuel Ávila Camacho.
Murió en la ciudad de México el 19 de octubre de 1970 y fue sepultado en el Monumento a la Revolución