他少年时代即随父在北京生活，曾就读于蔡元培任校长的孔德中学。1936年毕业于清华大学。1937年赴法国留学，师从居里夫妇（著名科学家居里夫人的女儿女婿）。1940年获法国国家博士学位，1946年获法国科学院亨利-德巴微物理学奖金。曾任法国国家科学研究中心研究员、研究导师，并获法兰西荣誉军团军官勋章。1948年回国后历任清华大学物理系教授，中国科学院近代物理研究所（后为原子能研究所）副所长、所长，中国科学院学术秘书处秘书长，二机部（核工业部）副部长，中国科学院副院长兼浙江大学校长，中国科协副主席、名誉主席，中国物理学会副理事长、理事长，中国核学会名誉理事长等。1955年被选聘为中国科学院院士（学部委员）。1956年参加中国第一次12年科学规划的确定，与钱伟长、钱学森一起，被周恩来总理称为中国科技界的“三钱”。 早年从事原子核物理研究，在“核裂变”方面成绩突出，是许多交叉学科和横断性学科的倡导者。他发现重原子核三分裂和四分裂现象，并对三分裂机制作了合理解释，深化了对裂变反应的认识。为中国原子能科学事业的创立和“两弹”研究，为中国科学院的组建和发展，特别是建立和健全学术领导，培养科学技术人才，开展国际学术交流，组织和协调重大科研项目等方面，作出了重要贡献。中国原子能事业的主要奠基人，被誉为“中国原子能科学之父”、“中国两弹之父”。杰出科学家。与钱学森、钱伟长被周总理合称为“三钱”。
从新中国建立起，钱三强便全身心地投入了原子能事业的开创。他在中国科学院担任了近代物理研究所（后改名原子能研究所）的副所长、所长，并于1954年加入了中国共产党。1955年，中央决定发展本国核力量后，他又成为规划的制定人。1958年，他参加了苏联援助的原子反应堆的建设，并汇聚了一大批核科学家（包括他的夫人），他还将邓稼先等优秀人才推荐到研制核武器的队伍中。 晚年的钱三强身体日衰，仍担任了中国科学技术协会副主席、中国物理学会理事长、中国核学会名誉理事长等职务。他一直关心中国核事业的发展，强调不仅要服务于军用还要供民用。1992年6月28日，他因病去世，终年79岁。国庆50周年前夕，中共中央、国务院、中央军委向钱三强追授了由515克纯金铸成的“两弹一星功勋奖章”，表彰了这位科学泰斗的巨大贡献。
