1890年8月12日，艾伟出生于湖北沙市，青年对曾为钱庄学徒，参加中国同盟会。
1919年，毕业于上海圣约翰大学。早年加入孙中山所创立的同盟会，并且参加过辛亥革命。不久，入美国哥伦比亚大学师范学院专攻心理学。
1922年，获硕士学位。后转入华盛顿大学研究院研究教育心理学，兼任中国留美学生监督处秘书。
1925年，获哲学博士学位。同年回国，任南京国立东南大学(中央大学前身)心理学教授，兼任上海大夏大学（今华东师范大学）教授暨师范科主任。
1926年起，受聘为中华教育文化基金会教育心理学讲座教授，从事中学各学科学习心理的研究工作。
1927年，任南京国立中央大学教育系主。
1932年，入伦敦大学进修教育统计学，任该校研究员。次年回国，受聘为教育部首届部聘教授，任中央大学教育学院院长，后任师范学院院长，教育心理研究所主任。
1937年，抗日战争爆发，随中央大学迁重庆沙坪坝，次年辞去中央大学师范学院院长职务，专任该校师范科研究部主任、研究院教育心理学部主任。同时创立我国教育心理研究所，任所长。招硕士学位研究生，培养教育心理学专业人才。
1939年，湖北临时参议会在思施成立，艾以学者当选为第一届、第二届参议员。其间对当时全省学校迁集之思施、建始、巴东三县的中小学生进行大规模的测验研究，提出发展和提高湖北教育的建议。抗日战争胜利后，艾在中央大学受排挤，研究所亦奉令停办。
1946年7月，出席澳洲新教育国际会议，会后留澳洲讲学半年。
1947年后以教育部部聘教授身份，应邀在国内各大学巡回演讲。
1949年5月，应香港罗富国师范学院之聘，任高级教授。
1950年去台湾，任国民政府考试委员。1954年应聘为台湾肥料公司顾问，从事工业心理学研究。著有《人事与工业心理学》等著作。
1955年9月27日，病逝于新竹。
《高级统计学》、《初级统计学》、《初级教育心理学》、《师范科教育心理学》、《教育心理学》、《教育心理学论丛》、《教育心理学大观》、《小学儿童能力测量》、《汉字问题》、《中学国文教学心理学》、《英语教学心理学》和《人事与工业心理学》。
《汉字问题》（1949）、《高级统计学》（1933、1935）、《教育心理学丛论》（1936）、《教育心理学大观》（上、中、下册）（1945、1946）、《国语问题》（1948）、《阅读心理》、《英语教学心理学》（1957）、《人事与工业心理学》（1956）等数十本，学术论文百余篇。
1934年，艾伟与夫人范冰心在南京创办万青试验小学，以智力测验选拔优秀儿童，因材施教，进行心理实验研究。因学生进步甚速，成绩卓著，学校被誉为“天才小学”。同时创立中国测验学会，运用统计学理论测验教育心理，以求改进教育。
艾伟长期致力于教育心理学的教育和研究，对中小学学科的测验研究范围，涉及各门科学，推行地域遍及京、沪、杭、华南、华中、华北及西南各省，每种测验人数常在万人以上。
