Doctor en medicina (1874), fou catedràtic d’anatomia patològica a Santiago, a Valladolid i a València (1876) i d’higiene a Madrid (1888). Fou un actiu defensor, a València, de la vacuna anticolèrica de Jaume Ferran. Membre actiu de les reials acadèmies de medicina, belles arts, ciències morals i polítiques i de la llengua de Madrid, fou un autor prolífic de treballs sobre higiene, patologia general i, especialment, terapèutica (Lecciones de patología general, Tratado elemental de terapèutica, materia médica y arte de recetar, Un Curso de higiene pública, etc.), camps en els quals destacà per la seva permeabilitat a la recepció de les noves doctrines microbiològiques i al mètode experimental.
Inicià de molt jove la trajectòria política com a redactor i director del Centro Popular i president de la Joventut Republicana de València. Sobre els fets revolucionaris del 1869 escriví El partido republicano de Valencia ante la historia (1870). Havia passat al liberalisme i fou diputat a corts (1886), senador (1891-1908), després vitalici, i ministre de Marina (1913 i 1917-18), d’Estat (1916), de Foment (1919-20), d’Instrucció Pública (1906-07 i 1911-12) i de Governació (1918-19). Fou delegat d’Espanya a la Societat de les Nacions (1921-22) i cessà l’activitat política amb la dictadura de Primo de Rivera. El 1920 li fou concedit el comtat de Gimeno, que continua en la seva família.
El seu fill Vicent Gimeno i Rodríguez-Jaén (València, 1878 – Lloret de Mar, Selva 1944) fou professor de medicina a Barcelona i a Madrid i diputat a corts per Llíria i Sagunt.