Nacido en Ambato de José marcos Montalvo y Josefa Fiallos, estudió filosofía y derecho en Quito antes de regresar a su ciudad natal en 1854. Ocupó cargos diplomáticos en Italia y Francia de 1857 a 1859. Político liberal , las creencias de Montalvo estaban marcadas por la anti- clericalismo y un agudo odio hacia los dos caudillos que gobernaron Ecuador durante su vida: Gabriel García Moreno e Ignacio de Veintemilla . Después de que un número de El Cosmopolita atacara brutalmente a Moreno, Montalvo fue exiliado a Colombia durante siete años. El asesinato de Moreno se atribuyó a los escritos de Montalvo. Fue un dedicado defensor de la democracia y enemigo del escritor Juan León Mera .
A finales de los setenta Juan Montalvo fue dos veces exiliado a Francia, permaneciendo allí desde 1879, como castigo por Las catilinarias (1880), obra que lo hizo famoso en los círculos intelectuales de Estados Unidos , Europa y el resto de América Latina . Junto a los libros completos, Montalvo fue un consumado ensayista, y sus Siete Tratados (1882) y Geometría Moral (publicados en 1902, después de su muerte) fueron populares en Ecuador y fueron prohibidos por Veintemilla.