Escritor, filólogo, crítico literario e historiador español. También fue político. Estudió en la Facultad de Filosofía y Letras de la Universidad Central de Madrid.
Hijo de Marcelino Menéndez Pintado, catedrático de Matemáticas en el Instituto de Santander y alcalde de Santander durante el bienio progresista, y de María Jesús Pelayo y España. Tuvo 3 hermanos: Enrique (escritor), Jesusa y Agustín Menéndez Pelayo.
Fue Director de la Biblioteca Nacional, miembro de la Real Academia Española y de la Academia de la Historia. En esta última institución fue bibliotecario desde 1892 y director desde 1910.
Consagró su vida a la literatura española e hispanoamericana y a la filología. Hermano del escritor Enrique Menéndez Pelayo. Fue nominado al Premio Nobel de Literatura.