1949年,加入中國共產(chǎn)黨。
1952年,考入清華大學航空系(后因院系調(diào)整被并入北京航空航天大學)。
1961年,畢業(yè)于莫斯科航空學院導彈設計專業(yè)。
1961年,回國投身中國第一種自行設計的火箭設計和研制工作,歷任洲際火箭副總設計師、長征二號捆綁式運載火箭倡導者之一和研制總指揮。
1978年,在第一設計部成立以航天飛機為主要對象的跟蹤研究小組。
1978年 - 1980年,擔任七機部第一研究院總體設計部副主任、主任。
1980年 - 1991年,擔任七機部第一研究院副院長、院長。
1987年,作為“863”航天領(lǐng)域?qū)<椅瘑T會成員,參與制定中國載人航天發(fā)展藍圖。
1991年,調(diào)任航空航天部科學技術(shù)委員會副主任、運載火箭系列總設計師、地地導彈系列總設計師和中國載人航天工程總設計師。
1992年01月,被任命為載人航天工程技術(shù)、經(jīng)濟可行性論證組組長,主持擬制該工程七大系統(tǒng)的技術(shù)途徑和主要技術(shù)方案。
1992年 - 2007年,擔任中國載人航天工程總設計師。
1994年,調(diào)往原國防科學技術(shù)工業(yè)委員會(現(xiàn)解放軍總裝備部)繼續(xù)擔任載人航天工程總設計師。
2004年 - 2018年06月,擔任清華大學航天航空學院院長。
2018年06月,擔任清華大學航天航空學院榮譽院長。
1992年,當選國際宇航科學院院士、俄羅斯宇航科學院外籍院士。
1994年05月,當選中國工程院首批院士。
2003年,獲“國家最高科學技術(shù)獎”。
2005年,被授予“載人航天功勛科學家”榮譽稱號。
2010年05月04日,國際小行星中心用其姓名為國際永久編號第46669號小行星命名。
2019年09月,被授予“最美奮斗者”稱號。
2021年06月28日,被授予“全國優(yōu)秀共產(chǎn)黨員”稱號。
1978年,獲“全國科學大會獎”。
1985年,獲“國家科學技術(shù)進步獎特等獎”。
1997年,獲“國家科學技術(shù)進步獎一等獎”。
1999年,獲“解放軍專業(yè)技術(shù)重大貢獻獎”。