黃尊素之父黃曰中，別號鯤溟，清修《浙江通志》中有傳，讀書人出身，以教書為業，“三吳弟子經其指授者，皆為名士。每試出，私第其高下，榜發無不合者”。曰中有四子：長子尊素、次子等素、三子符素、四子葆素。

黃尊素年輕時為鄉村塾師，萬歷四十四年（1616年）中進士，授寧國推官等職。天啟二年（1622年）升御史。他精敏強執，謇諤敢言，尤有深識遠慮，為權宦所忌。次年冬，疏請召還劉宗周等學者，彈劾通政使丁啟睿等。疏論任命巡撫應當京官和地方官并用，恢復在便殿召見大臣面議重要政事舊制，均不被采納。后又上書力陳時政十失，勸帝“進賢退不肖”，抗疏論劾魏忠賢，疏入，閹黨魏忠賢大怒，謀廷杖治之，經人營救，乃奪俸一年。一次，魏忠賢指使數百小宦官闖擾內閣，眾閣僚俯首不敢言，他厲聲喝止。繼又上書論萬燝廷杖卒，反對廷杖，并揭露權臣以此斥異己、泄私仇。數次得罪魏忠賢，天啟五年被閹黨曹欽程彈劾，革職，居蘇州城郊。

汪文言初下獄，魏忠賢即欲羅織諸人罪，知黃尊素能識破他的陰謀。魏忠賢恨甚，指使李實彈劾他，魏忠賢遣人數探行蹤，攜鈐印空白駕帖，填黃尊素等7人姓名往捕。適逮者失落駕帖，不敢至。他自知不能免，即囚服詣吏自投詔獄。被捕后，拷打備至，知獄卒將害己，賦詩一章，于天啟六年六月一日被害，年僅四十三歲。崇禎初，贈太仆卿。福王時，追謚號忠端，崇祀忠義、鄉賢二祠。事詳《明史》本傳及《名臣言行錄》、《東林列傳》、《明書》、《明史稿》等書。墓在今余姚陸埠鎮化安山。

著有《忠端公集》、《四書緘》、《隆萬兩朝列卿記》等。