Cem Sultan Fatih Sultan Mehmed Han ve Çiçek Hatun’un evladı olarak 1459 yılında Edirne Sarayı’nda dünyaya gelmiştir. Osmanlı tarihinde önemli bir yere sahip olan Cem Sultan’ın abisi ise II. Bayezid’dir.
5 yaşında iken bir hocaya emanet edilmiş ve eğitim, öğrenim için Kastamonu Sancakbeyliği’ne gönderilmiştir.
Özellikle tarihte abisi ile girmiş olduğu taht mücadelesi ile hatırlanan Cem Sultan babasının 1473 yılında Uzun Hasan’ın üzerine doğu seferine çıktığında Edirne Sarayı’nda kaymakam olarak kalmıştır.
Fatih Sultan Mehmed’in çıkmış olduğu seferden 40 gün boyunca haber alınamayınca Şehzade’nin iki lalası onu sultan ilan etmiş ve halkın sarayın ona biat etmesini sağlamışlardır. Ancak Fatih Sultan Mehmed seferden galip olarak tekrar Edirne’ye döndüğünde bu olayı öğrenmiş ve çok sinirlenmiş, Şehzade’nin lalaları Nasuh Çelebi ve Süleyman Çelebi’yi idam ettirmiştir.
1481 senesinde Fatih Sultan Han’ın vefat etmesi sonrası yeni padişahı belirlemek için Amasya’daki Şehzade Bayezid ve Konya’daki Şehzade Cem’e haber gönderilmiştir. Bu süreçte Veziriazam Karamanlı Mehmet Paşa’nın Cem Sultan taraftarı olduğunu bilen Yeniçeriler ayaklanmış ve sadrazam Karamanlı Mehmed Paşa’yı öldürmüş, Şehzade Bayezid’in oğlu Korkut’u tahta çıkarmışlardır.
Haber gönderilen Cem Sultan’ın ise habercisi yolda Şehzade Bayezid’in kayınbabası ve Anadolu Beylerbeyi olan Sinan Paşa tarafından yakalanarak öldürülmüş, Cem Sultan haberi alamamış aldığında ise iş işten geçmiştir.
20 Aralık 1481’de hac görevi için Mekkeye gitmiş 12 Mart 1482’de Kahire’ye dönmüştür. İkinci Bayezid Cem Sultan’a Kudüste oturmasını teklif etmiş ancak Cem Sultan Osmanlı topraklarında hakim olacağı bir yerin kendisine verilmesini istemiştir. Bunun üzerine Karaman Beyliğinden Kasım Bey’in kendisinin Rodos şövalyeleri ile görüşüp bu sorunu çözebileceğini belirtmesi üzerine 1482’de Rodos limanına gitmiştir. Ancak asıl sürgün ve acılarla dolu 12 yıl 7 aylık kötü günlerin başlangıcını kendi ayakları ile hazırlamıştır. Rodos Şövalyeleri’nin başı bir senet imzalayarak Sultan’ın istediği zaman Rodos’tan ayrılabileceği garantisini vermiş ancak verdiği bu sözün, garantinin hiç bir geçerliliği olmamıştır. Çünkü Sultan’ı elinde tutarak II. Bayezid’e istediği anlaşmaları ve teklifleri sunabileceğini düşünmüştür.
Daha sonra Rodos Şövalyelerinin başı d’Aubusson ile Sultan İkinci Bayezid arasında anlaşma imzalanmış ve Cem Sultan’ın bakım masrafı olarak Rodos’a her sene 45000 duka altın ödemeyi kabul etmiştir.
Bu arada Avrupa’da Cem Sultan’ı elde edebilmek için ciddi siyasi girişimlerde bulunmuştur. Fransa’da Cem Sultan’ı ellerinde tutabilmenin zor olacağını düşündükleri için Cem Sultan’ı Papa’nın himayesine vermişlerdir. Ardından 1489’da Roma’ya gitmiş, Vatikan Sarayında merasim ile karşılanmıştır. Papanın karşısına kavuğu ile çıkamayacağını, diz çökmesi gerektiğini söyleselerde Sultan Papaya ve yanındaki kardinellere başı ile selam vermiş, müslümanlığının gereğini yapmıştır. Papa’ya Mısıra ailesinin yanına gitmek istediğini söyleyen Cem Sultan’a papada gözyaşı dökerek karşılık vermiş, ancak asıl amacının Cem Sultan’ın dinini değiştirmesini sağlayarak Osmanlılar üzerine Haçlı Seferini başlatmak olduğunu fark eden Sultan buna şiddetle karşı çıkmıştır. Papa’da bunun üzerine Sultan’a öyle ise burada it gibi sürün demiştir. Oda Sizin elinize düşen, itten beter olmayacaktır da ya nice olacaktır cevabını vermiştir. Papa Osmanlı Şehzadesinin kendi dilinden anlamadığını tahmin ederek kurduğu bu cümle karşısında aldığı cevap ile şaşkına dönmüştür. Çünkü o dönemde Osmanlı Şehzadesinin aldığı eğitim Papanın tahmin edemeyeceği bir durumdur.
Papa Innocent 1492’de ölmüş yerine 6. Alexandre Burgia seçilmiştir. 1494’de İtalya sınırını aşarak Romaya giren Fransa Kralı 8. Charles papa ile anlaşmış ve Cem Sultan’ı yanına almıştır. Fransız ordusu ile Romadan ayrılarak Napoli severlerine iştirak eden Sultan bir çok kalenin zaptına şahit olmuştur. Bu dönemde hastalık belirtileri ortaya çıkmaya başlamış, yüzü ve boynu şişmiş, ata binemez hale gelmiştir. 25 Şubat 1495 tarihinde ise yaşamını henüz 35 yaşında iken yitirmiştir. Bir çok rivayette zehirlenme nedeni ile öldüğü belirtilen Cem Sultan’ın bir berber tarafından zehirli ustura ile traş edildiği bu nedenle yaşamını yitirdiği bir kaç kaynakta geçmektedir.
Cem Sultan’ın Osmanlı Tahtına çıkmayışı için haçlı ordusundan Sanuto, bu şehzadenin Osmanlı tahtına geçmeyişi Hristiyan alemi için Tanrının bir lütfudur dediği belirtilmiştir.
Çünkü Cem Sultan genç yaşına rağmen, vakur, çevik, ölçülü, ağır başlı, sözünün eri, güçlü ve atılgan, tam bir harp adamı idi.
Vefatından önce vasiyetinde, öldüğünde ölüm haberinin kardeşine verilmesini, ne olursa olsun tabutunun kafir memleketlerinde bırakılmamasını, islam memleketine getirilmesini, borçlarının ödenmesini, annesi ve kızı ile birlikte diğer hizmetinde bulunan adamlarını himayesi altına almasını istemiştir. Tabutu ise ancak 1499 yılı Ocak ayında ülkeye getirilmiş, Bursa’ya götürülerek Fatih Sultan Mehmet’in büyük oğlu Mustafa’nın yanına defnedilmiştir.