جلیل بزرگمهر به سال ۱۲۹۱ در آستارا متولد شد. پس از اتمام تحصیلات مقدماتی از دانشکده افسری با درجه ستوان دومی فارغ التحصیل شد. در دولت دکتر مصدق پس از خلع ید از انگلیسی ها به فرمانداری نظامی آبادان منصوب شد و پس از فراغت از تحصیل در دانشکدهٔ حقوق و علوم سیاسی دادیار دادگاه عالی انتظامی قضات و بعدا رئیس ادارهٔ غله و نان شد.
پس از کودتای ۲۸ مرداد با سپهبد نقدی تماس گرفته و برای همکاری اعلام آمادگی کرد و چون سپهبد نقدی حاضر به پذیرش وکالت نشد معرفی او سرهنگ بزرگمهر به عنوان وکیل تسخیری دکتر مصدق برگزیده شد. وی در دوم مهرماه ۱۳۸۶ در تهران درگذشت.
در دادگاه تجدید نظر از سوی دکتر مصدق به وکالت برگزیده شد و به همین دلیل پس از آن اجبارا بازنشسته شد و سالها مسائل دادگاه دکتر مصدق را نگه داشت و بعدها هم کتاب «مصدق در محکمه نظامی» و آثار دیگر را منتشر کرد.

دکتر مصدق یک روز پیش از صدور رأی داگاه بدوی، طی نامه ای به دادگاه سه وکیل برجسته را به عنوان وکلای خود برگزیده و اظهار داشت این اقدام برای آن است که چنانچه محکوم شود این وکلا کار فرجام خواهی و احیانا دفاع از او در دادگاه تجدیدنظر را بر عهده گیرند. خود نیز پس از قرائت رأی دادگاه بدوی بلافاصله فرجام خواهی خویش را مطرح نمود. با این وجود، دکتر مصدق برای آنکه مهلت تقاضای تجدیدنظر را از دست ندهد از سرهنگ بزرگمهر وکیل تسخیری خود خواست تا تقاضای تجدیدنظر در رأی صادره را اعلام نماید. وکیل مذکور نیز طی نامه ای در 2 دی ماه 1332 به دادگاه تجدیدنظر تقاضای موکلش را به اطلاع مقامات مربوطه رساند. روز 3 دی ماه دکتر مصدق سرهنگ بزرگمهر را به عنوان وکیل خود در دادگاه تجدیدنظر نظامی معرفی کرد. از دیگر سو 17 فروردین 1333 حسن صدر و علی شهید زاده طی نامه ای به دادگاه تجدیدنظر خواهان حضور در جلسات دادگاه شدند. دکتر مصدق نیز در همین روز طی نامه ای به رئیس دادگاه تجدیدنظر این تقاضا را مطرح نمود. روز 19 فروردین سرلشکر جوادی رئیس دادگاه نظامی تجدیدنظر طی نامه ای به دکتر مصدق با استناد به قانون دادرسی و کیفر ارتش حضور وکلای دادگستری به عنوان وکیل مدافع در دادگاه نظامی را غیرقانونی دانست.