1922年（中华民国十一年）10月1日，杨振宁生于安徽合肥三河镇（今属肥西县）。4岁时，母亲开始教杨振宁认字，一年多的时间杨振宁学了3千个字。
1938年（中华民国二十七年）夏，杨振宁以高二学历报名参加统一招生考试，以出色的成绩被西南联大录取。
1942年（中华民国三十一年），20岁的杨振宁毕业于昆明的国立西南联合大学，本科论文导师为北京大学吴大猷教授，后考入该校研究院理科研究所物理学部（清华大学物理研究所）读研究生，与他同室居住的有凌宁、金启华和顾震潮，黄昆和张守廉也偶尔来住几天。 1944年（中华民国三十三年），杨振宁在国立西南联合大学研究生毕业，硕士论文导师是清华大学王竹溪教授。 1945年（中华民国三十四年），杨振宁得到庚子赔款奖学金去了美国，就读于芝加哥大学。
1948年（中华民国三十七年），获芝加哥大学哲学博士学位，博士论文导师是爱德华·泰勒教授。
1949年，杨振宁进入普林斯顿高等研究院进行博士后研究工作，开始同李政道合作。当时的院长奥本海默说，他最喜欢看到的景象，就是杨、李走在普林斯顿草地上；同年，与恩利克·费米合作，提出基本粒子第一个复合模型。
1954年，杨振宁和已故的米尔斯提出了一个称为非阿贝尔规范场的理论结构。
1956年，杨振宁和李政道共同发表了一篇文章，推翻了物理学的中心信息之一——宇称守恒基本粒子和它们的镜像的表现是完全相同的。
1957年，杨振宁与李政道因共同提出宇称不守恒理论而获得了诺贝尔物理学奖，他们两个人是最早获得诺贝尔奖的华人。
1958年，当选台湾“中央研究院”院士。 1964年，杨振宁加入美国国籍，成为美国公民。
1965年，当选美国国家科学院院士。
1966年起，任纽约州立大学石溪分校艾伯特·爱因斯坦讲座教授兼理论物理研究所所长。
1971年夏，杨振宁回中国访问，是美籍知名学者访问新中国的第一人。
1977年，杨振宁和梁恩佐等人在波士顿创办了“全美华人协会”，促进中美关系。
1982年，出任香港中文大学物理系荣誉讲座教授。
1986年，返国参加中研院院士会议，出任香港中文大学博文讲座教授。
1993年，当选英国皇家学会会员。
1994年，荣获美国费城富兰克林学院颁发之波维尔（Bower）奖。
1994年，与首位华人菲尔兹奖得主丘成桐教授创立香港中文大学数学科学研究所，两人同任所长。
1995年，应聘担任华侨大学名誉教授。
1996年，获清华大学、上海交通大学两所大学颁授荣誉博士学位。
1997年，出任清华大学高等研究中心荣誉主任；同年，获颁香港中文大学荣誉理学博士学位。
1997年5月，国际小行星中心根据中科院紫金山天文台提名申报，将该台于1975年11月26日发现、国际编号为3421号小行星正式命名为“杨振宁星”。
1999年5月，杨振宁正式退休，石溪分校同日将理论物理研究所命名为“杨振宁理论物理研究所”，同年被该校授予一等荣誉博士学位；同年，杨振宁决定将其大量文章、信札、手稿及奖章慷慨捐赠予香港中文大学，当中包括著名的诺贝尔奖章，设于港中大校园的杨振宁学术资料馆因而成立。
2002年，担任邵逸夫奖评审委员会主席。 2003年底，杨振宁回北京定居。
2004年11月，受聘海南大学特聘教授。
2009年，杨振宁居于北京清华大学，清华园照澜院里的一栋别墅是他的寓所“归根居”，同时身兼广东东莞理工学院名誉校长。
2012年6月，杨振宁在清华大学庆祝90岁生日，并获得了校方赠送的刻有其重大贡献的黑水晶一尊；同年9月，香港中文大学举行一系列活动恭贺杨振宁教授九秩荣庆，包括科普讲座、学术研讨会及祝寿晚宴，以表达大学同仁对杨教授的尊敬和爱护，杨振宁偕夫人出席活动，接受中大师生及亲朋好友的祝贺。
2013年10月，杨振宁做客西南联大讲坛。
2015年3月，被授予台湾大学名誉理学博士学位；同月，澳门大学在清华大学向杨振宁颁授2014年度荣誉博士学位，杨振宁表示非常荣幸得到澳大最高的荣誉。
