1960年毕业于复旦大学物理系；1964年复旦大学物理化学系理论物理专业研究生毕业。毕业后留校任教至今，历任助教（1964～1978）、讲师（1978～1980）、副教授（1980～1984）、教授（1984）、物理系主任（1988～1990）、量子调控研究中心主任（2005～2009）等职。1985年建立物理学科博士后流动站。1983～1984年赴美国埃克森美孚研究和工程公司任访问学者，从事多孔媒质方面的研究工作。1985～1990年任意大利国际理论物理中心准成员。1986年任中日统计物理和凝聚态理论讨论会组委会成员，1987年取得李政道中国高等科学技术中心特别成员资格，同年被聘为国际《现代物理》杂志的编辑，1991～1992年再度去美国埃克森美孚公司合作研究流体方面的理论课题。曾任上海市物理学会理事长（1991～1996），第四届国务院学位委员会物理天文评议组成员，第三届国家教委科技委员会委员，意大利国际理论物理中心协联成员（1985～1990）、高级协联成员（1998～2004），自然科学基金委员会理论物理专项基金专家组成员、副组长等职。2003年当选为中国科学院院士。

陶瑞宝从事统计物理和凝聚态理论方面的研究。1966年首创了自旋算子玻色变换的投影算子理论，把变换后对玻色空间的限制表示成玻色粒子间的相互作用，提供了一个最为完整的自旋-玻色变换公式，受到国际上的重视和采用。20世纪80至90年代，与他人合作创立了计算周期性多孔和复合媒质中弹性波和电磁波传播的傅里叶方法，计算了微结构对弹性模量、介电常数等的影响，其中部分工作获得了国家教委科技进步二等奖。90年代，对磁多层体系发展了局域坐标的方法，建立了矫顽场的量子和经典（零温和有温）理论，并把它应用到磁多重亚稳态的寻找和多值记录新模式的研究。此外，还给出了判断Thue-Morse（T-M）序列及推广的T-M和推广的Fibonacci序列上的电子态和声子态的局域性和扩展性的判据、一些非周期序列体系中存在扩展态的严格证明，这些证明早于国际上相同问题的证明，并更加严格。在高温超导理论的研究上，最早把共振价键理论（RVB）系统地介绍给国内同行并较早地对其提出疑问，以及对超导材料的晶格动力学性质等进行计算。建立了能包括液晶分子位置短程关联的广义分子场理论，解释了在“无序相-向列相”液晶理论中的“de Gennes迷”。此外，在非周期序列、复杂流体的理论研究、低维磁性理论、群论和相变理论等方面都取得了一些重要成果。著有《物理学中的群论》。