Nació en Málaga. Estudió el bachillerato con los jesuitas y lugo la carrera de Derecho, que no llegó a ejercer: En 1925 fundó con Emilio Prados la imprenta Sur y, desde entonces, dedicó gran atención a la publicación de numerosas obras de sus compañeros de generación. En 1932 se casó con la poetisa Concha Méndez, de la que se separaría en 1944. Durante la guerra civil colaboró con la República y, tras la muerte de Lorca, se hizo cargo de la dirección del grupo teatral ¨La Barraca¨. En 1939 se exilió a Francia y desde allí pasó a Cuba, en donde residió hasta 1943, y luego a México. En 1959 regresó a España para presentar su película El cantar de los cantares en el Festival de cine de San Sebastián y murió en Burgos como consecuencia de un accidente automovilístico.
Altolaguirre desempeñó una importante tarea en la creación y dirección de diversas revistas literarias, entre las que cabe destacar Litoral (1926-1929). junto con Emilio Prados; Héroe (1932-1933) y Caballo verde para la poesía (1935-1936), junto con Pablo Neruda. Su creación poética está repartida en varios libros, algunos de los cuales son una práctica recopilación antológica de obras publicadas con anterioridad. Los publicados en vida fueron Las islas invitadas y otros poemas (1926), Poema del agua (1927), Ejemplo (1927), Soledades juntas (1931), La lenta libertad (1936), Las islas invitadas (1936), Nube temporal (1939), Poemas de las islas invitadas (1944), Nuevos poemas de las islas invitadas (1946), Fin de un amor (1949) y Poemas en América (1955). También escribió un libro de memorias, El caballo griego; una biografía aobre Garcilaso de la Vega (1933); algunos guiones cinematográficos, como el de El cantar de los cantares, y varias obras de teatro: Entre dos públicos, Tiempo a vista de pájaro y