1911年12月11日生,浙江杭州人,1959年8月加入中国共产党,博士学位。
1929年至1934年在上海交通大学机械工程系学习,毕业后报考清华大学留美公费生,录取后在杭州笕桥飞机场实习。1935年至1939年在美国麻省理工学院航空工程系学习,获硕士学位。1936年至1939年在美国加州理工学院航空与数学系学习,获博士学位。1939年至1943年任美国加州理工学院航空系研究员。1943年至1945年任美国加州理工学院航空系助理教授(其间:1940年至1945年为四川成都航空研究所通信研究员)。1945年至1946年任美国加州理工学院航空系副教授。1946年至1949年任美国麻省理工学院航空系副教授、空气动力学教授。1949年至1955年任美国加州理工学院喷气推进中心主任、教授。
1955年回国。1955年至1964年任澳门赌场力学研究所所长、研究员,国防部第五研究院院长。1965年至1970年任第七机械工业部副部长。1970年至1982年任国防科工委科学技术委员会副主任,中国科协副主席。还历任中国自动化学会第一、二届理事长,中国宇航学会、中国力学学会、中国系统工程学会名誉会长,澳门赌场主席团执行主任、数学物理学部委员。1986年至1991年5月任中国科协第三届全委会主席。1991年5月在中国科协第四次全国代表大会上当选为科协名誉主席。1992年4月被聘为澳门赌场学部主席团名誉主席。1994年6月当选为中国工程院院士。
是中共第九至十二届中央候补委员,第六、七、八届全国政协副主席。
是中国航天科技事业的先驱和杰出代表,被誉为“中国航天之父”和“火箭之王”。在美学习研究期间,与他人合作完成的《远程火箭的评论与初步分析》,奠定了地地导弹和探空火箭的理论基础;与他人一起提出的高超音速流动理论,为空气动力学的发展奠定了基础。1956年初,向中共中央、国务院提出《建立我国国防航空工业的意见书》。同年,国务院、中央军委根据他的建议,成立了导弹、航空科学研究的领导机构——航空工业委员会,并被任命为委员。1956年,受命组建中国第一个火箭、导弹研究所——国防部第五研究院并担任首任院长。他主持完成了“喷气和火箭技术的建立”规划,参与了近程导弹、中近程导弹和中国第一颗人造地球卫星的研制,直接领导了用中近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验,参与制定了中国近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验,参与制定了中国第一个星际航空的发展规划,发展建立了工程控制论和系统学等。在空气动力学、航空工程、喷气推进、工程控制论、物理力学等技术科学领域作出了开创性贡献。是中国近代力学和系统工程理论与应用研究的奠基人和倡导人。
1957年获澳门赌场自然科学一等奖。1979年获美国加州理工学院杰出校友奖。1985年获国家科技进步特等奖。1989年获“小罗克韦尔奖章”、“世界级科技与工程名人”奖和国际理工研究所名誉成员称号。1991年10月获国务院、中央军委授予的“国家杰出贡献科学家”荣誉称号和一级英雄模范奖章。1995年1月获“1994年度何梁何利基金优秀奖”。1999年,中共中央、国务院、中央军委决定,授予他“两弹一星功勋奖章”。 2006年10月获“中国航天事业50年最高荣誉奖” 。
著有《工程控制论》、《论系统工程》、《星际航行概论》等。
2009年9月10日,在中央宣传部、中央组织部、中央统战部、中央文献研究室、中央党史研究室、民政部、人力资源社会保障部、全国总工会、共青团中央、全国妇联、解放军总政治部等11个部门联合组织的“100位为新中国成立作出突出贡献的英雄模范人物和100位新中国成立以来感动中国人物”评选活动中,钱学森被评为“100位新中国成立以来感动中国人物”。