1930年12月30日，屠呦呦出生于浙江省宁波市，是家里5个孩子中惟一的女孩。“呦呦鹿鸣，食野之苹”，《诗经·小雅》的名句寄托了屠呦呦父母对她的美好期待。
1935年，5岁的屠呦呦被父母送入幼儿园，1年后，进入宁波私立崇德小学初小，成为一名小学生。11岁起就读于宁波私立西小学高小，13岁起就读于宁波私立器贞中学初中，15岁起就读于宁波私立甬江女中初中；
1946年，16岁的屠呦呦不幸染上了肺结核，被迫终止了学业。
1948年2月，休学两年病情好转后，屠呦呦以同等学力的身份进入宁波私立效实中学高中就读；
1950年，进入宁波中学就读高三；
1951年，屠呦呦考入北京大学，在北大医学院药学系学习，专业是生药学；在大学4年期间，屠呦呦努力学习，取得了优良的成绩。在专业课程中，她尤其对植物化学、本草学和植物分类学有着极大的兴趣。
1955年，毕业于北京医学院（今北京大学医学部）药学系，分配在卫生部中医研究院（现中国中医科学院）中药研究所工作；
1956年，全国掀起防治血吸虫病的高潮，她对有效药物半边莲（Lobelia chinensis Lour.）进行了生药学研究；后来，又完成了品种比较复杂的中药银柴胡（Stellaria dichotonia L.var.lanceolata Bge.）的生药学研究。这两项成果被相继收入《中药志》。
1959-1962年，参加卫生部全国第三期西医离职学习中医班，系统地学习了中医药知识，深入药材公司，向老药工学习中药鉴别及炮制技术，并参加北京市的炮制经验总结，从而对药材的品种真伪和道地质量，以及炮制技术有了进一步的感性认识。后屠呦呦参加了卫生部下达的中药炮制研究工作，是《中药炮炙经验集成》一书的主要编著者之一。
1969年，中国中医研究院接受抗疟药研究任务，屠呦呦任科技组组长。
1969年1月开始，屠呦呦领导课题组从系统收集整理历代医籍、本草、民间方药入手，在收集2000余方药基础上，编写了640种药物为主的《抗疟单验方集》，对其中的200多种中药开展实验研究，历经380多次失败，利用现代医学和方法进行分析研究、不断改进提取方法，终于在1971年获得青蒿抗疟发掘成功。
1972年，屠呦呦和她的同事在青蒿中提取到了一种分子式为C15H22O5的无色结晶体，一种熔点为156℃～157℃的活性成份，他们将这种无色的结晶体物质命名为青蒿素。青蒿素为一具有“高效、速效、低毒”优点的新结构类型抗疟药，对各型疟疾特别是抗性疟有特效。1986年“青蒿素”获得了一类新药证书（86卫药证字X-01号）。1979年获“国家发明奖”。
1973年为确证青蒿素结构中的羰基，合成了双氢青蒿素。又经构效关系研究，明确在青蒿素结构中过氧是主要抗疟活性基团，在保留过氧的前提下，羰基还原为羟基可以增效，为国内外开展青蒿素衍生物研究打开局面。
1972年3月，屠呦呦在南京召开的“523”项目工作会议上报告了实验结果。
1973年，屠呦呦合成出了双氢青蒿素，以证实其羟（基）氢氧基族的化学结构，但当时她却不知道自己合成出来的这种化学物质以后被证明比天然青蒿素的效果还要强得多。
1977年3月，以“青蒿素结构研究协作组”名义撰写的论文《一种新型的倍半萜内酯——青蒿素》发表于《科学通报》（1977年第3期）。
1978年，“523”项目的科研成果鉴定会最终认定青蒿素的研制成功，按中药用药习惯，将中药青蒿抗疟成分定名为青蒿素。
1979年，任中国中医科学院中药研究所副研究员；
1980年，被聘为硕士生导师。
1981年10月，在北京召开了由世界卫生组织等主办的国际青蒿素会议上，屠呦呦以首席发言人的身份作《青蒿素的化学研究》的报告，获得高度评价，认为“青蒿素的发现不仅增加一个抗疟新药，更重要的意义还在于发现这一新化合物的独特化学结构，它将为合成设计新药指出方向”。
1985年，任中国中医科学院中药研究所研究员。
1992年“双氢青蒿素及其片剂”获一类新药证书（92卫药证字X-66、67号）和 “全国十大科技成就奖”。
1992 年，针对青蒿素成本高、对疟疾难以根治等缺点，发明出双氢青蒿素（抗疟疗效为前者10倍的“升级版”）。
1995年出席全国劳动模范和先进工作者表彰大会，由国务院授予“全国先进工作者”称号，同年以“中国政府代表团”代表的身份出席“第四届世界妇女大会”并再次出席全国科学技术大会；
2001年，被聘为博士生导师。
2009年，屠呦呦编写的《青蒿及青蒿素类药物》出版。
2011年11月15日，中国中医科学院在京举行“2011年科技工作大会”。会上授予屠呦呦中国中医科学院杰出贡献奖，奖励屠呦呦青蒿素研究团100万元人民币。
2016年1月，新晋诺奖得主、中国中医科学院屠呦呦研究员在青蒿素抗疟研究之后，研究该药治疗新适应症——红斑狼疮开展临床试验的审批有了巨大进展，在国家食品药品监督管理总局领导的支持下，按照新药审批的有关办法，扩大适应症申请已获得了北京市申请号，并报送食品药品监管总局药品审评中心。
2015年10月5日，瑞典卡罗琳医学院在斯德哥尔摩宣布，中国女药学家、中国中医科学院中药研究所首席研究员屠呦呦与威廉·坎贝尔和大村智获2015年诺贝尔生理学或医学奖。这是中国科学家因为在中国本土进行的科学研究而首次获诺贝尔科学奖，是中国医学界迄今为止获得的最高奖项。理由为她发现了青蒿素，这种药品可以有效降低疟疾患者的死亡率。
2015年12月7日下午，2015年诺贝尔生理学或医学奖得主、中国科学家屠呦呦在瑞典卡罗林斯卡医学院用中文发表《青蒿素的发现：传统中医献给世界的礼物》的主题演讲。
2016年2月14日，获“感动中国”2015年度人物。
2016年3月，屠呦呦获影响世界华人终身成就奖。
2017年1月9日，国务院授予屠呦呦研究员国家最高科学技术奖。
2018年12月18日，党中央、国务院授予屠呦呦同志改革先锋称号，颁授改革先锋奖章，并获评“中医药科技创新的优秀代表”。
2019年1月14日，英国广播公司（BBC）发起“20世纪最具标志性人物”票选活动公布的“科学家篇”名单中，中国首位诺贝尔生理学或医学奖得主屠呦呦成功进入候选人名单。
1969年，中国中医研究院接受抗疟药研究任务，屠呦呦领导课题组从系统收集整理历代医籍、本草、民间方药入手，在收集2000余方药基础上，编写了640种药物为主的《抗疟单验方集》，对其中的200多种中药开展实验研究，历经380多次失败，利用现代医学和方法进行分析研究、不断改进提取方法，终于在1971年获得青蒿抗疟发掘成功。
1972年，从该有效部分中分离得到抗疟有效单体，命名为青蒿素。青蒿素为一具有“高效、速效、低毒”优点的新结构类型抗疟药，对各型疟疾特别是抗性疟有特效。
1973年，为确证青蒿素结构中的羰基，合成了双氢青蒿素。又经构效关系研究，明确在青蒿素结构中过氧是主要抗疟活性基团，在保留过氧的前提下，羰基还原为羟基可以增效，为国内外开展青蒿素衍生物研究打开局面。
1978年，青蒿素抗疟研究课题获全国科学大会“国家重大科技成果奖”；
1979年，青蒿素研究成果获国家科委授予的国家发明奖二等奖；
1984年，青蒿素的研制成功被中华医学会等评为“建国35年以来20项重大医药科技成果”之一；
1986年，“青蒿素”获得了一类新药证书（86卫药证字X-01号）；
1992年，双氢青蒿素被国家科委等评为“全国十大科技成就奖”；
1992年，“双氢青蒿素及其片剂”获一类新药证书（92卫药证字X-66、67号）。
2003年，“双氢青蒿素栓剂”、青蒿素制成口服片剂获得《新药证书》，分别为国药证字H20030341和H20030144。
在北医有关部门支持下，已将双氢青蒿素用于治疗红斑狼疮和光敏性疾病。已获国家食品药品监督管理局的“药物临床研究批件”（2004L02089）和中国发明专利（专利号：ZL 99103346.9）。经临床100例疗效初步观察，总有效率94%，显效率44%。
1997年，双氢青蒿素被卫生部评为“新中国十大卫生成就”；
2011年9月，青蒿素研究成果获拉斯克临床医学奖。获奖理由是“因为发现青蒿素——一种用于治疗疟疾的药物，挽救了全球特别是发展中国家的数百万人的生命”。
2015年获得诺贝尔生理学或医学奖。
2016年4月21日，入选《时代周刊》公布的2016年度“全球最具影响力人物”。
1980年聘为硕士生导师，2001年聘为博士生导师，已培养硕士毕业生4名，博士毕业生1名（王满元）。
个人
▪ 2018-12-18 改革先锋 （获奖）
▪ 2018-11 100名改革开放杰出贡献对象 （提名）
▪ 2017-01-09 2016年度国家最高科学技术奖 （获奖）
▪ 2016-03-25 影响世界华人终身成就奖 （获奖）
▪ 2016-02-14 感动中国2015年度人物年度人物 （获奖）
▪ 2016-01 2015年度十大科技创新人物 （获奖）
▪ 2016-01 2015中国科学年度特别新闻人物 （获奖）
▪ 2016-01 2015年度中国中医药新闻人物 （获奖）
▪ 2015-10 诺贝尔医学奖 （获奖）
▪ 2015-06 沃伦·阿尔珀特奖 （获奖）
▪ 2012 全国三八红旗手 （获奖）
▪ 2011 拉斯克－狄贝基临床医学研究奖 （获奖）
▪ 2009 第三届 中国中医科学院唐氏中药发展奖 （获奖）
▪ 2004 泰国玛希顿皇家医学贡献奖 （获奖）
▪ 2003 第十四届 全国发明展览会金牌 （获奖）
▪ 2002 首届新世纪巾帼发明家 （获奖）
▪ 1995 全国先进工作者 （获奖）
▪ 1994 中央国家机关十杰妇女 （获奖）
▪ 1987 阿尔伯特·爱因斯坦世界科学奖 （获奖）
▪ 1979 发明奖章 （获奖）
▪ 1979 全国三八红旗手 （获奖）
▪ 1958 卫生部社会主义建设积极分子 （获奖）
以屠呦呦研究员为代表的一代代中医人才，辛勤耕耘，屡建功勋，为发展中医药事业、造福人类健康作出了重要贡献。（中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平评）
以屠呦呦为代表的杰出科研人员不仅是中医药界的骄傲，而且是整个科技界的骄傲。（中共中央政治局常委、国务院总理李克强评）
屠呦呦的研发对人类的生命健康贡献突出。她的研究跟所有其他科研成果都不同，为科研人员打开了一扇崭新的窗户。（诺贝尔生理学或医学奖评委让·安德森评价）
屠呦呦不论是从学术上还是生活上都是一个很了不起的人。作为获奖人，她的经历是独一无二的。（诺贝尔生理学或医学奖评委会秘书长沃尔本·林达勒评价）
屠呦呦为青蒿素治疗人类疟疾奠定了最重要的基础，得到国家和世界卫生组织的大力推广，挽救了全球范围特别是广大发展中国家数以百万计疟疾患者的生命，为人类治疗和控制这一重大寄生虫类传染病做出了革命性的贡献，也成为用科学方法促进中医药传承创新并走向世界最辉煌的范例。陈竺表示，屠教授荣获诺贝尔奖极大增强了我国科技界为建设创新型国家，实现民族伟大复兴的自信心。屠呦呦是新中国培养的第一代药学家，她和团队成员所有的工作都是在国内完成的。屠呦呦获奖是我国科技实力、综合国力和国际竞争力的一个举世公认的标志性成果，和国家的和平发展和人类的和平发展的事业紧密相连。屠呦呦获诺奖是空前的，但也一定不是绝后的，随着民族复兴中国梦的逐步实现，相信今后会有更多中国科学家的优秀成果得到国际学术界的认可和尊重。
陈竺谈到，科学成果如何评价，论文只是一种方式，和健康相关的成果，必须写在人民群众的健康上，写在祖国大地上，写在人类的史册上。学术带头人、领衔科学家，尤其是在核心位置的领衔科学家发挥的领导作用，对于突破口的选择和重大的技术方案的确定，起到最为重要的作用，屠呦呦是这个群体的最为杰出代表。诺贝尔奖评奖委员会和2011年拉斯克奖委员会做出最后的决定完全是基于科学、客观的事实基础。（全国人大副委员长陈竺评）
屠呦呦几十年来致力于严重危害人类健康的世界性流行病疟疾的防治研究，从中医药这一伟大宝库中寻找创新源泉，从浩瀚的古代医籍中汲取创新灵感，从现代科学技术中汲取创新手段，与她领导的研究团队坚持不懈，克服困难，联合攻关，成功地从中草药青蒿中提取出青蒿素，并研制出系列青蒿素类药品，这一成就挽救了全球特别是发展中国家数百万人的生命，在世界抗疟史上具有里程碑意义。（国家卫生计生委、国家中医药管理局在贺信中表示）
屠呦呦老师多年艰苦奋斗、执著地进行科学研究，围绕国家需求，克服困难、一丝不苟，取得了令人瞩目的成绩。（中国工程院院士、中国中医科学院院长张伯礼）
春草鹿呦呦：青蒿一握，水二升，浸渍了千多年，直到你出现。为了一个使命，执着于千百次实验。萃取出古老文化的精华，深深植入当代世界，帮人类渡过一劫。呦呦鹿鸣，食野之蒿。今有嘉宾，德音孔昭。（感动中国颁奖）
屠呦呦致力于中医研究实践，带领团队攻坚克难，研究发现了青蒿素，为人类带来了一种全新结构的抗疟新药，解决了长期困扰的抗疟治疗失效难题，标志着人类抗疟步入新纪元。以双氢青蒿素、青蒿琥酯等衍生物为基础的联合用药疗法（ACT）是国际抗疟第一用药，挽救了全球特别是发展中国家数百万人的生命，产生了巨大的经济社会效益，为中医药科技创新和人类健康事业作出了重要贡献。
