Közlegényként kezdte, 1848-ban már hadnagy volt Radetzky tábornagy Észak-Itáliában állomásozó osztrák seregében. A forradalmak kitörése után átszökött a piemonti hadsereghez, ahol egy magyar légió szervezésével bízták meg. Az olasz vereség után a badeni forradalomban harcolt, ennek leverése után Svájcba szökött, majd a világosi fegyverletétel hírére Londonba utazott. A krími háború elején az angol-török hadseregben szolgált főtisztként, majd 1855 végén az angol kormány megbízásából Havasalföldre utazott. Itt felismerték és elfogták, s Bécsben a hadbíróság katonaszökevényként halálra ítélte, csak Viktória brit királynő közbenjárására szabadult ki.

Az 1859-ben kitört francia-olasz-osztrák háború hírére Türr Itáliába sietett, s egyike lett a Garibaldi vezette "marsalai ezreknek". A győzelmes hadjárat során a nemzetőrség főfelügyelője, utóbb tábornok lett, Palermót az ő tanácsai révén sikerült bevenni, majd Garibaldi kinevezte Nápoly polgári és katonai kormányzójává. A "rendíthetetlen magyart" (L,intrepido Ungherese) altábornagyi rangjában az olasz kormány is megerősítette, s Viktor Emánuel király szárnysegédjeként kényes diplomáciai küldetéseket hajtott végre. 1861-ben megnősült, III. Napóleon francia császár unokahúgát vette feleségül.

Türr minden Magyarország felszabadítását célzó terv részese volt, 1866-ban, a porosz-osztrák háborút eldöntő königgra:tzi csata után Belgrádban szervezett csapatot, hogy délről előrenyomulva egyesüljön a Németországból meginduló Klapka-légióval. A terv a gyorsan megkötött fegyverszünetek miatt meghiúsult, Türr csak az 1867-es kiegyezés után térhetett haza.
Ekkor már távol maradt a politikától, a hazai gazdasági és kulturális élet fellendítésén fáradozott, s létrehozta a Központi Népnevelési Kört. Csatornaépítő mérnökként számos vízrendezési tervet készített, propagandát fejtett ki az öntözés és a rizstermesztés érdekében, s több víziút-fejlesztési programot dolgozott ki. Részt vett a Panama-csatorna előkészítő munkálataiban, majd az 1880-as években a görög kormánytól engedélyt nyert a korinthoszi csatorna létesítésére és üzemben tartására, de az építkezést már mások fejezték be.

Politikai missziókat is teljesített, nem hivatalos minőségében fáradozott a francia-olasz, az osztrák-magyar szövetség megszervezésén, 1896-ban ő elnökölt a VII. nemzetközi békekongresszuson, Budapesten. 1908. május 3-án halt meg Budapesten.

Szülővárosában emlékpark és múzeum viseli a nevét, s róla nevezték el az 1998-99-ben felújított bajai Duna-hidat. A harmincas évek derekán az olasz haditengerészet rombolót nevezett el róla, amelynek vízre bocsátásán a magyar honvédség hivatalos küldöttséggel képviseltette magát.