1924年，邓稼先出生于安徽怀宁，父亲邓以蛰是当时清华大学及北京大学的文学院教授，与杨振宁父亲杨武之是多年之交。邓稼先和杨振宁从小结下了深厚友情，少年时的二人常常在一起弹玻璃球、打墙球、比赛爬树。
1941年，十七岁的邓稼先考入西南联大物理系。毕业后，在昆明文正中学和培文中学任教各三个月。之后，抗战胜利，联大迁回北京，邓稼先也回到北京。北方学生的民主运动如火如荼地开展起来，邓稼先积极参加其中。
1948年夏，邓稼先考取了留美研究生，怀着「为今后国家建设服务」的目标进入普渡大学物理系研究生院学习。他还积极参加了中国进步留学生团体——「留美中国科学工作者协会」普渡大学分会的活动，热切关注着祖国的情况。
新中国成立后，邓稼先下定决心尽快回国。他仅用两个月的时间完成博士论文，准备学成归国。仅用一年多的时间就获得了普渡大学的博士学位，这也成为了一个传奇，当时只有26岁的他也被人们称作「娃娃博士」。取得学位后的第九天，邓稼先登上了美国的威尔逊总统号轮船，在1950年的国庆前夕，重新回到了祖国的怀抱。
回国之后，邓稼先首先来到中国科学院近代物理研究所担任助理研究员，从事原子核理论研究。
1958年6月21日，面对美英的核讹诈，毛泽东主席说：「原子弹就是那么大的东西，没有那个东西，人家就说你不算数。那么好吧，我们就搞一点吧，搞一点原子弹、氢弹、洲际导弹。我看有十年工夫完全可能。」十月，二机部的领导找到邓稼先，说「国家要放一个「大炮仗」」，征询他是否愿意参加这项必须严格保密的工作。邓稼先义无反顾地同意，回家对妻子只说自己是「要调动工作」，不能再照顾家庭和孩子。自此，邓稼先彻底从亲人的身边消失，也与周围所有的朋友失去联络。
1959年，中苏关系恶化，苏联政府终止了原有协议，撤去所有专家和设计资料。邓稼先担任了原子弹的理论设计负责人后，面临着前所未有的巨大压力。期间，我国的科研人员们发现一个苏联专家留下的核爆大气压的数字与自己的计算结果产生矛盾，如果选择相信苏联专家，却不能再得到他们的支持，研究难以为继。顶着重重压力，邓稼先带领团队以严谨的计算推翻了原有的数据和结论，依靠中国人自己的力量得到正确结果，解决了关系中国原子弹试验成败的关键性难题。
在秘密的科研所和大戈壁的原子弹试验场之间，邓稼先来回奔波，每次试验他必亲力亲为，现场指导。1964年10月，中国成功爆炸第一颗原子弹，全世界瞩目的时候，邓稼先却来不及享受这成功的喜悦，马上又带领所里的研究人员进入原子弹爆炸现场采样，论证实际效果。之后，他又同于敏等科学家立刻投入对氢弹的研究，并于原子弹爆炸后的两年零八个月试验成功。邓稼先与其他中国的科学家和工程技术人员在荒凉的戈壁滩上创造了世界的奇迹。
1979年，一次爆炸实验失败了，为了找到真正原因，必须到那颗原子弹被摔碎的地方去找回一些重要的部件。邓稼先说：“谁也别去，我进去吧。你们去了也找不到。我做的，我知道。”他一个人走进了那片地区，很快找到了核弹头。他用手捧着，走了出来。最后证明，那次失败是降落伞的问题。
就是那一次，强烈的射线严重地损害了邓稼先的身体。从他们寻找部件时留下的照片中可以看到，邓稼先仅穿了件简易的防护服。
邓稼先承受了这一切，隐姓埋名28年后，他的生命因过度燃烧而成了残烛。
1986年7月29日，邓稼先用最后的呼吸回应了28年前的领衔受命：死而无憾!
他临终前留下的话仍是如何在尖端武器方面努力：“不要让人家把我们落得太远……”
