Ensayista y filólogo español en lenguas vasca y castellana considerado uno de los mayores especialistas en euskera, idioma al que aportó una modalidad normalizada que, conocida como Euskera batua, se ha adoptado como lengua oficial del territorio que configura el País Vasco actual
Cursó estudios superiores de Filosofía y Letras en prisión, mientras cumplía condena por su intervención en la Guerra Civil al lado de la España republicana. Una vez puesto en libertad, continuó sus investigaciones sobre los orígenes del euskera y en 1958 consiguió el título de doctor en Filosofía y Letras, que le valió a su vez para ocupar la cátedra de Lengua y Literatura Vascas en la Universidad de Salamanca.
Desde 1968 ocupó en las aulas salmantinas el puesto de catedrático de Lingüística Indoeuropea, materia que, al cabo de diez años, empezó a impartir en la Facultad de Filología de la Universidad de País Vasco de Vitoria. Fue elegido Miembro de número de la Academia de la Lengua Vasca (Euskaltzaindia).
Entre sus obras destacan Historia de la Literatura vasca (1960), Fonética histórica vasca (1961), Lenguas y protolenguas (1963), Textos arcaicos vascos (1964), Sobre el pasado de la lengua vasca (1964), Estudios sobre las fuentes del diccionario de Azkue (1970), Nombre y verbo en la etimología vasca (1970), El elemento latino-románico en la lengua vasca (1974) y De lexicografía vasca (1974).
En euskera vieron la luz también algunas de sus principales investigaciones sobre este idioma, recogidas bajo el título de Mitxelenaren idazlan hautatuak (Obras escogidas de Mitxelena, 1972). Otras obras suyas de notable interés son las tituladas Apellidos vascos, La inscripción celtibérica de Botorrita y Euskal Idazlan guztiak
(Mix Run, 1881-cerca de Florence, California, 1940) Acróbata ecuestre y actor de cine estadounidense. Tras una vida aventurera, triunfó en el cine mudo con papeles de vaquero justiciero (La jornada de la muerte, J. Ford, 1923)