1924年，鄧稼先出生於安徽懷寧，父親鄧以蟄是當時清華大學及北京大學的文學院教授，與楊振寧父親楊武之是多年之交。鄧稼先和楊振寧從小結下了深厚友情，少年時的二人常常在一起彈玻璃球、打墻球、比賽爬樹。
1941年，十七歲的鄧稼先考入西南聯大物理系。畢業後，在昆明文正中學和培文中學任教各三個月。之後，抗戰勝利，聯大遷回北京，鄧稼先也回到北京。北方學生的民主運動如火如荼地開展起來，鄧稼先積極參加其中。
1948年夏，鄧稼先考取了留美研究生，懷著「為今後國家建設服務」的目標進入普渡大學物理系研究生院學習。他還積極參加了中國進步留學生團體——「留美中國科學工作者協會」普渡大學分會的活動，熱切關注著祖國的情況。
新中國成立後，鄧稼先下定決心儘快回國。他僅用兩個月的時間完成博士論文，準備學成歸國。僅用一年多的時間就獲得了普渡大學的博士學位，這也成為了一個傳奇，當時只有26歲的他也被人們稱作「娃娃博士」。取得學位後的第九天，鄧稼先登上了美國的威爾遜總統號輪船，在1950年的國慶前夕，重新回到了祖國的懷抱。
回國之後，鄧稼先首先來到中國科學院近代物理研究所擔任助理研究員，從事原子核理論研究。
1958年6月21日，面對美英的核訛詐，毛澤東主席説：「原子彈就是那麼大的東西，沒有那個東西，人家就説你不算數。那麼好吧，我們就搞一點吧，搞一點原子彈、氫彈、洲際導彈。我看有十年工夫完全可能。」十月，二機部的領導找到鄧稼先，説「國家要放一個「大炮仗」」，徵詢他是否願意參加這項必須嚴格保密的工作。鄧稼先義無反顧地同意，回家對妻子只説自己是「要調動工作」，不能再照顧家庭和孩子。自此，鄧稼先徹底從親人的身邊消失，也與周圍所有的朋友失去聯絡。
1959年，中蘇關係惡化，蘇聯政府終止了原有協議，撤去所有專家和設計資料。鄧稼先擔任了原子彈的理論設計負責人後，面臨著前所未有的巨大壓力。期間，我國的科研人員們發現一個蘇聯專家留下的核爆大氣壓的數字與自己的計算結果産生矛盾，如果選擇相信蘇聯專家，卻不能再得到他們的支持，研究難以為繼。頂著重重壓力，鄧稼先帶領團隊以嚴謹的計算推翻了原有的數據和結論，依靠中國人自己的力量得到正確結果，解決了關係中國原子彈試驗成敗的關鍵性難題。
在秘密的科研所和大戈壁的原子彈試驗場之間，鄧稼先來回奔波，每次試驗他必親力親為，現場指導。1964年10月，中國成功爆炸第一顆原子彈，全世界矚目的時候，鄧稼先卻來不及享受這成功的喜悅，馬上又帶領所裏的研究人員進入原子彈爆炸現場採樣，論證實際效果。之後，他又同於敏等科學家立刻投入對氫彈的研究，並於原子彈爆炸後的兩年零八個月試驗成功。鄧稼先與其他中國的科學家和工程技術人員在荒涼的戈壁灘上創造了世界的奇跡。
1979年，一次爆炸實驗失敗了，為了找到真正原因，必須到那顆原子彈被摔碎的地方去找回一些重要的部件。鄧稼先説：“誰也別去，我進去吧。你們去了也找不到。我做的，我知道。”他一個人走進了那片地區，很快找到了核彈頭。他用手捧著，走了出來。最後證明，那次失敗是降落傘的問題。
就是那一次，強烈的射線嚴重地損害了鄧稼先的身體。從他們尋找部件時留下的照片中可以看到，鄧稼先僅穿了件簡易的防護服。
鄧稼先承受了這一切，隱姓埋名28年後，他的生命因過度燃燒而成了殘燭。
1986年7月29日，鄧稼先用最後的呼吸回應了28年前的領銜受命：死而無憾!
他臨終前留下的話仍是如何在尖端武器方面努力：“不要讓人家把我們落得太遠……”
