من مواليد نابلس في عام 1950، يُعرف بإسم أبو جهاد، ويحمل اللقب الأول في الجغرافيا من الجامعة العربية في بيروت ورتبة عميد عسكري في قوات حركة التحرير الوطني الفلسطيني فتح.

أعتقل لأول مرة من قبل جيش الاحتلال الإسرائيلي في عام 1967 بسبب عضويته في حركة فتح واتهامه بالانخراط في العمل الوطني ثم تم ابعاده الى الأردن بعد  قضائه ثلاث سنوات في السجن الإسرائيلي، حيث انضم إلى قوات فتح التي عملت في المملكة وقتها.

كلفّه الرئيس الراحل ياسر عرفات بقيادة  القطاع الغربي في عمان، وهو مؤسسة تابعة لمنظمة التحرير الفلسطينية التي كانت تشرف على العمليات الفدائية ضد الاحتلال داخل فلسطين المحتلة.

انتمى العالول إلى حركة فتح في فترة مبكرة من حياته، واعتقل عام 1968 بسبب نشاطاته ضد الاحتلال الإسرائيلي، وفي 1971 أبعد إلى الأردن. في 1973 قرر الاستقرار في لبنان، وتؤكد مصادر إعلامية فلسطينية أن العالول تولى ـ وهو في لبنان ـ قيادة "الوحدة الخاصة" التي أسرت عام 1983 ثمانية جنود إسرائيليين، شكلوا ورقة رابحة لفتح التي تمكنت من تحرير ستمئة معتقل فلسطيني من سجون الاحتلال مقابل إطلاق سراحهم. وكُلف العالول برئاسة مكتب حركات التحرر في العالم، وهو مكتب كان دوره تعزيز علاقات الثورة الفلسطينية بالحركات التحريرية العالمية. عمل العالول إلى جانب خليل الوزير (أبو جهاد) الذي اغتاله الموساد الإسرائيلي عام 1988، كما شغل منصب أمانة سر لجنة الأرض المحتلة التي كانت مكلفة بدعم الانتفاضة الأولى. كما تولى منصبا داخل المجلس العسكري الأعلى لمنظمة التحرير الفلسطينية ما بين 1975 و1982. وشارك في تأطير وخوض معارك بلبنان ضد الاحتلال الإسرائيلي وخاصة إبان حرب الاجتياح عام 1982.

بعد انتقال منظمة التحرير الفلسطينية إلى لبنان في بداية سنوات السبعينات، تحدثت تقارير عن أن العالول شارك في معارك ضد الغزو الاسرائيلي للبنان، خاصة خلال حرب لبنان في عام 1982. وقيل أنه له دور أساسي  في أسر ثمانية جنود إسرائيليين في شمال لبنان في مطلع الثمانينات.

بعد خروج منظمة التحرير الفلسطينية من لبنان إلى تونس، واصل العالول العمل عن كثب مع الوزير حتى اغتيال الأخير. وشملت مهام العالول، من يين أمور أخرى، إنشاء قواعد تدريب لمقاتلي فتح في عدد من الدول العربية. وبعد استشهاد القائد خليل الوزير تم تعيين العالول رئيسا للجنة الأراضي المحتلة، التي كانت مكلفة بتوفير المساعدات المالية والعسكرية للفلسطينيين خلال الانتفاضة الأولى، التي اندلعت في عام 1987.

استشهد ابنه البكر "جهاد" عام 2000 خلال مواجهات مع الاحتلال بعيد اندلاع انتفاضة الأقصى. وفي 2009 اختير العالول عضوا باللجنة المركزية لفتح، وأعيد انتخابه باللجنة ذاتها نهاية 2016. وانتخبت اللجنة المركزية لحركة فتح محمود العالول عضو لجنتها المركزية نائبا لرئيس الحركة، وذلك بتاريخ 15 فبراير/شباط 2017. وقالت دلال سلامة عضو اللجنة المركزية لحركة فتح بعد اجتماع اللجنة المركزية برئاسة الرئيس محمود عباس "جرى انتخاب محمود العالول ليكون نائبا للرئيس". وهذه المرة الأولى التي يستحدث فيها منصب لنائب رئيس حركة فتح، وهو أمر غير مرتبط برئاسة السلطة الفلسطينية. وسبق للعالول أن ندد بالجرائم التي ينفذها الاحتلال يوميا بحق الشعب الفلسطيني، كما عبر عن معارضته الكاملة لنية الرئيس الأميركي دونالد ترمب نقل السفارة الأميركية إلى القدس المحتلة، واعتبر ذلك اغتيالا لجميع المعاهدات السابقة، وإلغاء كاملا ونهائيا لحلم إقامة دولة فلسطين. وشدد العالول على أن الشعب الفلسطيني جاهز لأي تضحية من أجل القدس وتراب فلسطين، ولا يمكن أن يسمح بهذه الخطوة. كما سبق وأكد أن المقاومة بكل الوسائل حق مشروع للشعب الفلسطيني بحسب ما يضمنه القانون الدولي، ويعتبر العالول من الدعاة إلى إنهاء الانقسام الفلسطيني.