1924年（中华民国十三年）10月2日，郑哲敏先生出生于山东济南，原籍浙江鄞县（今宁波市鄞州区）。其父亲郑章斐幼年放牛，念过几年私塾和小学，后来进城当学徒，而后经商开厂，崇尚实业，教育子女勤勉好学、修身养性。家庭环境给郑哲敏先生在青少年时期勤奋好学、正直做人品格的形成带来了深刻影响。
郑哲敏先生在济南市立第五小学读完小学后进济南育英中学。
1937年（中华民国二十六年），初中二年级，抗日战争爆发，郑哲敏先生入川。他先后进成都建国中学、成都华阳县中学和金堂铭贤中学学习。他学习刻苦，乐于为大家做事，曾管过伙食，办过话剧团和英文社，对物理和英文有深厚兴趣，各科学习成绩优异，曾因不参与考试作弊而挨过一些同学的揍。
1943年（中华民国三十二年），郑哲敏先生毕业于金堂铭贤中学，并以理工科第一名的优异成绩考入西南联合大学电机系，次年转入机械系。
1946年（中华民国三十五年），抗战胜利后，郑哲敏所在的工学院回到北平（今北京）清华园，郑哲敏先生继续在清华大学机械系学习；同年，钱伟长从美国回国到清华大学任教，在他的课上，大四的郑哲敏首次接触到弹性力学、流体力学等近代力学理论，钱伟长严密而生动的理论分析引起了郑哲敏的极大兴趣，对他产生深刻的影响。
1947年（中华民国三十六年），毕业于清华大学，获工程学学士学位，毕业后留在清华大学做钱伟长教授的助教。
1947年底、1948年初，经清华大学、北平地区、华北区和全国（华北区、华中区、华南区）等4级选拔，郑哲敏脱颖而出成为全国唯一的一名“国际扶轮社国际奖学金”获得者。年轻的郑哲敏先生认为应用力学对中国工业建设有重要作用，提出以应用力学为专修的学科，同时将美国加州理工学院和英国伦敦大学列为拟入的学校，并得到梅贻琦、陈福田、钱伟长、李辑祥等人的推荐。 1948年（中华民国三十七年）4月，他的申请获准并确定入学美国加州理工学院，并于同年8月由上海乘船赴美，并于一年后顺利获得硕士学位，接着他成为钱学森的博士研究生，做热应力方面的研究。
1952年6月，郑哲敏先生获得加州理工学院博士学位；取得博士学位后，他即着手准备回国参加祖国建设，但却遭到美国政府的阻挠。
1954年，日内瓦会议后，美国移民局取消了对一批留学生不得离境的限制，郑哲敏遂于1954年9月26日从纽约乘船离美，10月12日抵瑞士。
由于办理途经地点的签证手续和等待船期，1955年1月19日，郑哲敏得以离法经香港于2月21日从宝安县（今深圳）入境。 回国后，郑哲敏先生先到中国科学院数学研究所任副研究员，加入了钱伟长在该所创立的力学研究室；同年年底，钱学森返回中国，他随即参加钱学森创建中国科学院力学研究所的工作。
1956年1月，中国科学院力学研究所成立，郑哲敏成为首批科技人员之一，任弹性力学组组长，研究水坝抗震。同年，他还作为助手参加了钱学森主持的12年科学技术发展远景规划中全国力学学科规划的制订，后来在钱学森指导下，郑哲敏建立起爆炸力学学科。
1958年，郑哲敏领导了大型水轮机的方案论证，后开始研究爆炸成形的理论和应用。
20世纪60年代初，他阐明了爆炸成形的主要规律，并和工业部门合作生产出技术要求很高的导弹零部件，使爆炸成形成为以科学规律为依据的新工艺。
1964年，郑哲敏先生接受并完成了涉及地下核试验的有关任务，并主动考虑地下核爆炸威力的预报问题。
1965年，郑哲敏和解伯民先生与中国之外的其他国家同时独立地提出了一种新的力学模型―流体弹塑性体模型。同年，他还指导兵工部门进行穿甲几何相似律的模型试验。
文化大革命期间，郑哲敏的身心和科研工作都受到了冲击，并于1970年7月、1971年11月在“五七”干校劳动。
1971年，郑哲敏从干校回所，为改变中国常规武器落后的状况，组织力量研究穿破甲机理，经过10年努力，先后解决了穿甲和破甲相似律、破甲机理、穿甲简化理论和射流稳定性等一系列问题。
1978年，郑哲敏先生晋升为研究员。
1979年，郑哲敏领导组建了力学研究所的材料力学性能研究室并兼任第一任室主任。
1980年，被选为中国科学院学部委员（后改称院士）。
1984年2月，郑哲敏接过钱学森的接力棒，出任中国科学院力学研究所第二任所长。
1986年，郑哲敏带领和组织了海洋工程力学的研究，并任中国科学院海洋工程科学技术研究中心主任。
1988年，郑哲敏先生领导组建了非线性连续介质力学开放研究实验室并兼任第一任室主任，带领和指导材料非线性力学性质和流体非线性行为的基础性研究。
1993年，因在爆炸力学方面的贡献，郑哲敏当选为美国工程科学院外籍院士。
1994年，郑哲敏当选为中国工程院院士。
1999年5月，在郑哲敏与中国海洋石油总公司曾恒一院士的筹划下，促成了中国科学院路甬祥院长与海洋石油总公司卫留成总经理签署了“中国科学院与中国海洋石油总公司‘十五’科技合作意向书”。
2003年至2004年，年近八旬的郑哲敏受中国科学院技术科学部的委托，担任“国家战略高技术与高新技术产业化研究”专题咨询组组长，负责组织高层专家对“国家中长期科学和技术发展规划发展战略研究”中的第13专题提出咨询意见。
2013年，获2012年度国家最高科学技术奖。
