Estudió en Cervera y en Barcelona, donde se licenció en derecho (1845), carrera que no ejerció. Después de exiliarse en Perpignon en 1848, volvió a Barcelona y en los años siguientes inició su dedicación a invenciones mecánicas, que explotó de una manera casera, mientras imprimía material escolar para sobrevivir.

Perseguido por sus ideas políticas republicanas, tuvo que huir a Cadaqués, donde cultivó la pintura y donde maduró el proyecto de construcción de una nave submarina. Para llevarlo a cabo fundó una sociedad con amigos ampurdaneses y publicó en 1858 el opúsculo El Ictíneo o barco-pez. En el año siguiente llevó a la práctica su proyecto y lo ensayó en el puerto de Barcelona. Con el éxito parcial conseguido en las pruebas, el gobierno de Isabel II, forzado por el entusiasmo popular, tuvo que prometer ayuda, pero, de hecho, no la proporcionó y puso todo tipo de trabas administrativas, a pesar de los informes favorables de personas de prestigio, como Josep de Letamendi, entonces presidente del Ateneu Català. Monturiol y sus amigos fundaron la sociedad La Navegación Submarina para explotar el invento, y la empresa encontró comprensión y ayuda por parte del general Dulce, pero finalmente fracasó y el segundo Ictíneo fue vendido como hierro viejo (1868). Inventó también otras màquinas y un procedimiento para agilizar la fabricación de papel engomado, que utilizó cuando fue director de la Fábrica Nacional del Sello, de Madrid, cargo que obtuvo cuando se proclamó la República (1873) y que perdió en caer ésta (1874). Planeó otros inventos, como un tranvía funicular y un velógrafo. A la vez planeó los trabajos para llevar a Barcelona las aguas del Ter. En 1883 proyectó un sistema de conservación de carnes que tuvo que abandonar por enfermedad. Ha sido objeto de polémicas sobre su invento y el similar de Isaac Peral. Sin embargo, éste último reconoció explícitamente en una carta la prioridad de Monturiol (1889).

Obras principales

• Ensayo sobre el arte de navegar por debajo del agua (1891) 

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