1924年—1928年，就读于南浔丝业小学。
1936年，毕业于埭溪中学，后考入清华大学机械系。
1940年，毕业于清华大学航空系。
1941年，赴美国麻省理工学院攻读硕士学位，毕业后任美国寇蒂斯飞机厂工程师。
1945年，任西南联合大学航空系副教授。
1947年，在清华大学航空系任教。
1948年，加入中国共产党。
1957年，由北京航空学院调入国防部五院，任国防部五院一分院结构强度研究室主任。
1961年9月，任国防部五院一分院副院长兼第二设计部主任。
1962年8月，任国防部五院一分院副院长兼第一设计部主任。
1965年3月，任远程导弹总设计师。
1965年7月，任第七机械工业部一院副院长兼第一设计部主任。
1982年，先后任航天部总工程师、科技委副主任兼一院科技委主任。
1986年，当选为国际宇航科学院院士。
1991年，当选为中国科学院学部委员（院士）。
1999年，获党中央、国务院、中央军委颁发的“两弹一星功勋奖章”。
2012年12月15日，在北京逝世，享年95岁。
屠守锷早年从事飞机结构力学的研究与教学工作，后投身中国导弹与航天事业，长期从事导弹与火箭总体技术理论研究与工程实践工作，对导弹研制过程中重大关键技术问题的解决，大型航天工程方案的决策、指挥及组织实施发挥了作用。
20世纪80年代后，屠守锷参与了中国火箭技术发展重大战略问题的决策，领导解决了若干重要型号研制中的关键技术问题。积极倡导将中国自行研制的火箭打入国际市场，并多次提出发展捆绑技术，亲自指挥攻克了由于捆绑带来的结构动力学难关。
屠守锷领导和参加中国地空导弹初期的仿制与研制。先后研制中国自行的液体弹道式地地中近程导弹、中程导弹、洲际导弹和长征二号运载火箭，突破了一系列技术关键，解决了技术难题。在洲际液体弹道地地导弹的研制试验中，以坚实的理论基础和实践经验，提出独到的见解和解决问题的办法。参与领导研制长征二号E大型捆绑式运载火箭的试验工作并发射成功。
1956年，屠守锷在北京航空学院开设了火箭专业，并于1958年初建成了中国第一个包括导弹、发动机和制导系统等专业的火箭系。
1980年，当选第七机械工业部劳动模范。
1984年，荣获航天部一等功。
1984年，当选航天部劳动模范。
1986年，当选国际宇航科学院院士。
1990年，荣获国务院政府特殊津贴。
1991年，当选中国科学院学部委员（院士）。
1994年，获得求是杰出科学家奖。
1999年，荣获两弹一星功勋奖章。
2006年，获得中国航天事业五十年最高荣誉奖。
当选航空航天部有突出贡献的老专家，全国优秀科技工作者，并获得全国五一劳动奖章。
屠守锷励志助学金
2014年8月27日，“屠守锷励志助学金”发布仪式在北京航空航天大学举行。根据《屠守锷励志助学金》章程，该助学金将专项用于资助北京航空航天大学每一年度入学的本科新生中，根据规定条件认定的家庭经济困难学生。资助人数为每年200人，资助标准为每人一次性3000元。
守锷书院
2017年12月10日，以屠守锷命名的北京航空航天大学“守锷书院”正式启航。守锷书院实行宽口径、大平台专业设置的通识教育，学科方向包含材料、控制、电气、能源、航空、机械、生医、交通、可靠性、宇航、飞行、仪器等航空航天大类的11个学院相关专业。
屠守锷奖学金
2018年12月5日，“屠守锷奖学金”启动仪式在浙江南浔举行。
屠守锷雕像
2019年4月19日，钱学森、任新民、屠守锷、黄纬禄、梁守槃等老一辈航天专家全身铜像雕塑群在中国航天科工集团有限公司第二研究院大楼前落成亮相，旨在缅怀中国航天艰苦卓绝、拼搏奋斗的发展历史，推动青年一代传承航天精神。
话剧《百年守锷》
2019年10月27日，话剧《百年守锷》在北京航空航天大学沙河校区咏曼剧场首演，《百年守锷》根据屠守锷生平事迹创作，讲述了屠守锷勇担大任、殚精竭虑、勤奋拼搏、敢于创新的出新精神。
湖剧《国之守锷》
2021年6月11日，大型湖剧现代戏《国之守锷》在湖州大剧院首演。该剧讲述了屠守锷在1957年调入国防部五院后，克服困难最终成功研发国产洲际导弹的事迹。
