Geboren in Brussel. Vlaams dichter, romanschrijver, criticus, essayist en kunsthistoricus. Vermeylen groeide op in Brussel, alwaar zijn (Vlaamse) ouders zich hadden gevestigd. Studeerde geschiedenis aan de Vrije Universiteit te Brussel (1890-1894) en literatuur en kunstgeschiedenis te Berlijn en Wenen (1894-1896). Promoveerde te Brussel, hoogleraar te Brussel (1901-1923) en te Gent (1923-1940) in de kunstgeschiedenis, Nederlandse Letterkunde en wereldliteratuur. Vermeylen was medeoprichter van Van Nu en Straks (1896-1901) en Vlaanderen (1903-1907) (samen met Karel van de Woestijne) en stichter van het links georiënteerde Nieuw Vlaams Tijdschrift. Sinds 1919 was hij lid van de Koninklijke Vlaamse Academie voor Taal- en Letterkunde. In 1923 was hij een van de stichtende leden van de Vlaamse Club voor kunst, wetenschap en letteren te Brussel. Vermeylen had een grote invloed op het culturele leven in Vlaanderen voor de Eerste Wereldoorlog. Hij verdedigde de visie dat de toekomst van Vlaanderen in Europees verband gezien moet worden en gebouwd moest zijn op culturele en economische krachten. Dit standpunt is kernachtig samengevat in de laatste zinnen uit zijn essay Vlaamsche en Europeesche Beweging (1900): Om iets te zijn moeten we Vlamingen zijn. Wij willen Vlamingen zijn om Europeeërs te worden. Hij was de vader van de latere minister, Piet Vermeylen. Onverwacht overleden aan een hartverlamming te Ukkel.