江西省德安縣人，1930年9月7日生於北京。1953年西南農學院農學係畢業後，分配到湖南省安江農業學校任教。1970年調湖南省農業科學院， 曆任研究員、湖南雜交水稻研究中心主任、名譽院長、國家雜交水稻工程技術研究中心主任；兼任湖南農學院（今湖南農業大學）、西南農業大學、華中農業大學、 武漢大學教授、博士生導師。他是中國農學會理事、中國遺傳學會理事、湖南省農學會理事長、中國作物學會副理事長、農業部技術顧問、全國雜交水稻專家顧問組 副組長、國家科委863計劃生物領域第一主題專家組成員、聯合國糧農組織首席顧問、中國科協常委、湖南省科協副主席、全國政協常委、湖南省政協副主席。 1995年當選為中國工程院農業、輕紡與環境工程學部院士。

他是中國最著名的雜交水稻遺傳育種專家。40多年如一日從事雜交水稻育種理論研究和製種技術實踐，取得了世人矚目的巨大成就。1964年至 1966年在國內率先提出通過培養三係（不育係、保持係、恢複係）利用水稻雜種優勢的科學設想並進行反複實驗。1970年其助手李必湖在海南發現一株花粉 敗育的雄性不育株野生稻（簡稱“野敗”）後，他們找到了突破三係配套的關鍵。1972年育成中國第一個大麵積生產上應用的水稻雄性不育性“二九南一號A” 和相應保持係“二九南一號B”。1973年又育成了第一個大麵積推廣的強優組合“南優二號”，並研究出一係列具有先進水平的製種技術，向大麵積水稻生產推 廣。從70年代到80年代末，中國已成為世界上第一個把水稻的雜種優勢應用於大麵積農田生產的國家，雜交水稻的種植麵積約占全國水稻麵積的1/3，產量則 占稻穀總產的40%以上，平均畝產增產在20%以上，增產稻穀總數達到3億多噸，增加產值3600億元，為解決中國眾多人口的吃飯問題作出了巨大貢獻。

他在成績和榮譽麵前始終沒有止步。1986年又提出了雜交水稻育種分為“三係法品種間雜種優勢利用、兩係法亞種間雜種優勢利用到一係法遠緣雜種 的優勢利用”的戰略設想，並付諸嚴格的科學實驗和生產實踐。到90年代初期完成了兩係雜交水稻研究，在全國投入大麵積農業生產，社會經濟效果顯著。 1989年，鄧小平曾高度評價說：“湖南的水稻原來增長百分之十五至二十，最近有個新發現，又可增長百分之二十，證明潛力是大的。科學是了不起的事情，要 重視科學。”鄧小平講的“新發現”是指袁隆平兩係法亞種間雜交水稻的試驗成功。三係法、兩係法雜交水稻的巨大成就，雄辯地證明了“科學技術是第一生產 力”。