江苏宜兴人。从小受父亲影响，8岁时接触台球，13岁即获亚洲台球邀请赛季军，因而有了“神童”的美称。2002年，年仅15岁的丁俊晖为中国夺取第一个亚洲台球锦标赛冠军，成为最年轻的亚洲冠军。同年获得世界青年斯诺克锦标赛冠军，成为中国第一个台球世界冠军。同年又获釜山亚运会斯诺克台球单打冠军，改写了中国在亚运会台球项目上没有金牌的历史，并与队友一起获得亚运会台球团体亚军，同年获得世界台球锦标赛斯诺克第3名。

2005年4月3日，在中国斯诺克台球公开赛决赛中，丁俊晖（右）战胜世界强手S.G.亨德利夺得冠军。

2003年成为中国排名第一的斯诺克球手，在欧亚大师对抗赛香港站和泰国站比赛中，两度战胜当时世界排名第一的M.威廉姆斯。2003年9月正式转为职业球手。2005年在中国公开赛上一鸣惊人，在决赛中战胜了“台球皇帝”S.G.亨得利，一举捧得冠军奖杯。2007年1月在温布利大师赛上打出单杆147分的职业生涯第一次满分杆。2009年夺得斯诺克英国锦标赛冠军。2011年首次夺得温布利大师赛冠军，同年在斯诺克世锦赛中首次杀进4强。2014年12月3日，世界台联宣布中国斯诺克球手丁俊晖在新的世界排名榜上跃居世界第一，他也成为台联有史以来第11位排名世界第一的球手，同时也是首位登上世界第一的亚洲球员。2016年首次获得斯诺克红球世锦赛冠军。2005年获中国十佳劳伦斯冠军奖最佳非奥运动员奖和CCTV体坛风云人物最佳非奥运动员奖。