1924年10月2日，郑哲敏出生于山东济南，原籍浙江宁波鄞州。其父亲郑章斐崇尚实业，教育子女勤勉好学、修身养性。郑哲敏热爱祖国、坦荡正直、勤勉好学、兢兢业业的特征很大程度上源于家庭教育的影响。

1943年，郑哲敏考入西南联合大学电机系，次年转入机械系。1947年毕业后，郑哲敏留在清华大学做钱伟长教授的助教。

1948年4月，经梅贻琦、陈福田、钱伟长、李辑祥等人的推荐，在“国际扶轮社国际奖学金”的资助下，郑哲敏获准入学美国加州理工学院。一年后，郑哲敏成为钱学森的博士研究生。

1952年6月，郑哲敏获得加州理工学院应用力学与数学博士学位，并在热弹性力学、流-固耦合力学等新的学科方向上取得了重要进展。

1954年9月27日，在美国移民局取消了对一批留学生不得离境的限制后，郑哲敏从纽约乘船离美，辗转欧洲，于次年2月21日回到祖国。

1955年4月，郑哲敏进入中国科学院数学研究所力学研究室工作，任副研究员，随后参加钱学森创建中国科学院力学研究所(以下简称力学所)的工作。

1956年1月，郑哲敏成为力学所的首批科技人员之一，任弹性力学组组长。

1956年，郑哲敏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力学学科规划的制订。

1958年，郑哲敏担任力学所第四研究室副主任。除了抗地震研究之外，他直接参加了大型混流式水轮机叶型流体力学设计的研究。

1959年，郑哲敏建议并领导了爆炸成形和高压挤压成形的研究。

1960年，郑哲敏担任力学所第二研究室副主任。由于郑哲敏及其团队在爆炸成形方面取得的重要进展，钱学森提出了工艺力学和爆炸力学的概念。爆炸力学正式成为第二研究室的主要学科方向。经过30余年的努力，郑哲敏领导第二研究室在流体弹塑性模型等爆炸力学基础理论，以及核爆效应、穿破甲机理、防护工程、爆炸加工、爆炸安全、爆炸处理水下软基、瓦斯突出机理等爆炸力学主要应用领域取得了一系列有重要影响的成果。

1972年开始，郑哲敏多次参加力学规划的起草工作。1977年，他作为规划起草小组组长，参与主持制订了中国科学院的力学学科发展规划。1978年，郑哲敏作为主持人之一，组织制订了全国力学学科规划。

1978年，郑哲敏被任命为中国科学院力学研究所副所长。

1978年，郑哲敏继钱学森、郭永怀之后担任《力学学报》第三届编委会主编。

1979年，郑哲敏创立中国力学学会爆炸力学专业委员会，并任第一届主任委员。

1979年，郑哲敏担任力学所新组建的材料力学性能研究室主任。在近20年的时间内，力学所在材料力学性能研究方面取得了12项国家和中科院的科技成果奖。

1980年，郑哲敏当选为中国科学院院士。

1980年12月，郑哲敏担任力学所常务副所长。

1982年5月，郑哲敏担任中国力学学会常务副理事长。

1982年5月至1986年8月，郑哲敏担任中国力学学会常务副理事长。

1984年2月，郑哲敏被任命为力学所所长。

1986年，郑哲敏担任中国科学院海洋工程科学技术研究中心主任。承担了国家科委、国家自然科学基金委员会、中国科学院、中国海洋石油总公司的多项项目，为我国海洋油气采输做出了重要贡献。

1986年8月至1990年9月，郑哲敏继钱学森、钱令希之后担任中国力学学会第三届理事会理事长。

1988年6月，郑哲敏领导建立了力学所非线性连续介质力学开放研究实验室（LNM），并担任首任室主任。该实验室于1999年10月被科技部批准建设国家重点实验室。

1988年至1996年期间，郑哲敏担任两届国际理论与应用力学联盟（IUTAM）大会委员会委员。

1990年至今，郑哲敏担任中国力学学会名誉理事。

1992年，郑哲敏会同力学学科的院士和专家，阐明力学具有基础科学和技术科学的两重性，以及力学在推动国民经济发展和国防科技中不可替代的重要作用。

1993年，郑哲敏任国家科委成立的“力学科学小组”组长，组织编写的力学发展规划编入了《21世纪初科学发展趋势》的总体规划中。

1993年2月，郑哲敏由于在爆炸力学理论和应用上的成就，当选为美国工程院外籍院士。

1994年，郑哲敏选聘为中国工程院院士。

1997年，郑哲敏担任国家自然科学基金委员会力学学科发展战略研究组组长，完成了自然科学学科发展战略调研报告之一《力学》。

1999年7月，郑哲敏作为力学学科规划顾问组组长，组织顾问组对“全国基础研究‘十五’计划和2015年远景规划”中的力学学科发展规划进行了总体指导。

20世纪90年代，郑哲敏先后担任中国科学院技术科学部副主任、主任和中国科学院学部主席团成员。

2000年，郑哲敏、吴承康等领导创建了力学所工程科学研究部，倡导钱学森工程科学思想，主攻海洋、环境、能源中的关键力学问题，以引领行业的发展。后来，工程科学研究部发展成中国科学院流-固耦合系统力学重点实验室和中国科学院力学研究所等离子体与燃烧中心。郑哲敏担任中国科学院流-固耦合系统力学重点实验室学术委员会名誉主任。

2003年至2004年，郑哲敏担任国家中长期发展规划“国家战略高技术与高新技术产业化研究”专题咨询组组长，“国防科技问题研究” 专题咨询组副组长，并参与了第14专题“基础科学问题研究”的有关工作，承担国家中长期科技规划若干专题的咨询。

2004年，郑哲敏受国家发展改革委员会和中国科学院院士工作局的委托，承担了“世界高技术产业的发展趋势和我国的战略对策”咨询项目。

2004年至2008年，郑哲敏当选为国际理论与应用力学联盟（IUTAM）执行局委员会委员。

2013年，郑哲敏获得2012年度国家最高科学技术奖。

新世纪以来，郑哲敏将研究的重心转向了海底天然气水合物开采技术与安全性、水下高速航行体的流-固耦合力学问题、页岩气高效开发等方面，带领相关研究团队为国家非常规能源资源开发和海洋安全做出贡献，并指导有关课题组继续进行爆炸与冲击动力学研究。同时，倡导力学与生命科学、环境科学、人工智能的深度结合，希望力学为解决人类生命健康、保护地球家园等做出贡献。