Fill —que hom creu adoptiu— del coronel Llorenç Ros-Llogaia i Perpinyà (governador militar de Caracas) i de Manuela de Olano y Álvarez Ordoño. El 1814, orfe de pares, anà a viure a la casa pairal dels Ros, a les Olives (Baix Empordà), on s’educà.
Ingressà en l’exèrcit i durant la primera guerra Carlina es destacà i ascendí a coronel (1837). L’any següent fou diputat a corts; es mantingué independent entre moderats i progressistes, però contribuí a la caiguda d’Espartero (1843). El 1847 ascendí a general de divisió; el mateix any fou ministre de foment, instrucció i obres públiques. Com a tal, creà les Escoles Normals de l’Estat espanyol. El 1849 fou fet senador. Participà en l’alçament de Vicálvaro (1854) amb O’Donnell, que el nomenà director general d’infanteria. La reina el feu vescomte de Ros i comte d’Almina (1856). El 1859 lluità a la guerra d’Àfrica; assolí la victòria de Guad-el-Jelú que li valgué el marquesat del mateix nom, amb grandesa d’Espanya. Membre de la Unión Liberal, participà en la revolució del 1868. S’afilià al partit de Sagasta i ocupà diversos càrrecs sota el regnat d’Alfons XII; el 1877 esdevingué senador vitalici. Introduí en l’exèrcit l’ús d’un tipus de gorra que rebé el nom de ros en honor seu.
S’inicià en la literatura en els cercles romàntics pròxims a José de Espronceda, escriví amb ell la comèdia Ni el tío ni el sobrino (1834) i li prologà El diablo mundo (1840). El 1860 publicà El doctor Lañuela, novel·la enigmàtica. Part de la seva obra narrativa com Leyendas de África (1860), Episodios de la guerra civil (1875) i contes humorístics, és recollida a Episodios militares (1884). La seva producció poètica és aplegada a Poesías (1886). El 1877 presidí els Jocs Florals de Barcelona, i els inaugurà amb un discurs en català. Tingué relacions d’amistat amb escriptors catalans com Francesc Matheu i Rossend Arús i Arderiu.