Nació en Ambato el 13 de abril de 1832. Fueron sus padres Don Marcos Montalvo y Doña Josefa Fiallos. Fue su padrino el patriota ambateño Francisco Flor.

Perteneció a una familia numerosa con la que compartió la tranquilidad de la casa paterna y la quinta de Picoa.

Se educó en el Convictorio de San Francisco y en el Seminario San Luis, lugares en los que asombró a maestros y alumnos con su gran memoria, dedicación y facilidad de palabra, mas, su educación universitaria quedó incompleta pues nunca se sintió conforme, ni con los textos obligados, ni con hallarse abogado.

En 1857 viajó a Europa donde ocupó cargos importantes en las embajadas de Italia y Francia. En Italia subió al monte Adventino para recordar el sagrado juramento de Bolívar y el suyo propio, hecho sobre una cresta del Tungurahua. En Francia lo nombraron secretario de la Legación del Ecuador y es allí donde se enteró de los cambios en el gobierno de su patria. Renunció a su cargo diplomático y retornó al país. Llegó al Ecuador en 1859 en medio de un verdadero caos en la nación. Por esos días, el Perú amenazaba tomarse el Ecuador desde el Golfo de Guayaquil.

Ya en Ambato dejó un tiempo la política y contrajo matrimonio con la señorita María Adelaida Guzmán, joven ambateña, a quien amó con celo y pasión y con quien tendría dos hijos.

Algunas de sus obras más importantes son: "El Cosmopolita", "El Regenerador", "Las Catilinarias"; "La Mercurial Eclesiástica" (dedicada aZ Obispo Ordóñez), "El Espectador", "Los Siete Tratados", escritos entre 1872 y 1874, "La Leprosa", "Judas", "La Dictadura Perpetua", y otras. "Los Capítulos que se le olvidaran a Cervantes", publicados luego de su muerte, "Geometría Moral" y "El Buscapié". Fue muy amigo de Eloy Alfaro, quien le ayudó económicamente para la publicación de sus obras.

Luego de las muertes de su esposa y su primer hijo decidió retornar a la política como: "Maestro, Quijote y Libertador", y así lo hizo el 3 de enero de 1866 cuando circulaba en Quito el primer número de "El Cosmopolita", revista en la queMontalvo combatió la política autoritaria de García Moreno con la fuerza y decisión de su pluma.

El 17 de enero de 1869 significó para Montalvo su primer destierro y, con este, el inicio de la época de mayor producción literaria para "El Cosmopolita". El segundo y tercero se darán en el gobierno del "tiranuelo" Veintimilla, como él lo llamaría en "Las Catilinarias".

Montalvo defendió la justicia por lo que fue desterrado a Ipiales; y en 1882 a París, en donde murió el 17 de enero de 1889. Sus restos reposan en su mausoleo en Ambato.

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"El Cervantes de América", por su exquisita y límpida expresión y uso del idioma castellano en todas sus obras y en especial en 'Capítulos que se le olvidaron a Cervantes'; orgullo de Ambato y el Ecuador".