1967年5月5日出生于河南省郑州市，第十四届全国政协委员、结构生物学家、中国科学院院士、香港浸会大学荣誉理学博士、美国国家科学院外籍院士、美国艺术与科学院院士、西湖大学校长、中国科学技术协会副主席、西湖大学结构生物学讲席教授。

1985年，施一公保送进入清华大学生物科学与技术系。1989年，获学士学位。1990年，在爱荷华州立大学学习，后转入约翰斯·霍普金斯大学。1995年，获约翰斯·霍普金斯大学分子生物物理博士学位，随后在美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心进行博士后研究。1998至2008年历任美国普林斯顿大学分子生物学系助理教授、副教授、教授、Warner-Lambert/Parke-Davis讲席教授。2008年，全职回到清华大学工作。2013年，当选中国科学院院士。2014年12月，出任清华大学校长助理。2015年8月至2018年4月，任清华大学副校长。2018年4月，当选西湖大学首任校长。2023年4月，编写的《自我突围：向理想前行》出版。

施一公主要从事细胞凋亡的分子机制、重要膜蛋白以及细胞内生物大分子机器的结构与功能研究，解析了真核信使RNA剪接体关键复合物结构，揭示了活性部位及分子层面机理。曾获2010年香港求是基金会杰出科学家奖、谈家祯生命科学终身成就奖、2014年度瑞典皇家科学院爱明诺夫奖、“吴阶平-保罗•杨森医学药学奖”、2015-2016影响世界华人大奖、2016年何梁何利科学技术成就奖、全国创新争先奖章、未来科学大奖“生命科学奖”、中源协和生命医学奖成就奖。