祖籍浙江鄞县（今属宁波鄞州区）。生于山东济南，卒于北京。1943年进入西南联合大学电机系，1947年毕业于清华大学机械系。1948～1952年在钱学森指导下获得美国加州理工学院理学博士学位。1955年回国后在中国科学院数学研究所工作，并参与中国科学院力学研究所的建所工作。1956年起在力学所历任课题组长、室主任、副所长以及所长等职。1986年当选中国力学学会理事长，2004年当选国际理论与应用力学联盟执行局委员。1980年当选中国科学院院士，曾任中国科学院技术科学部主任和中国科学院学部主席团成员等职。1993年被选聘为美国国家工程科学院外籍院士。1994年当选中国工程院院士。

郑哲敏长期从事固体力学研究，开拓了中国爆炸力学事业，提出了流体弹塑性体理论，对高压与冲击载荷作用下介质的流体黏弹塑性行为，建立了统一模型，准确预测了核爆效应。擅长运用力学理论解决众多工程实际问题，在爆炸加工、土岩爆破、穿甲破甲、材料动态破坏、瓦斯突出等方面取得重要成果。先后获全国科学大会奖（1978）、国家自然科学奖二等奖（1982，1993）、国家科技进步奖二等奖（1990）等。1993年获陈嘉庚技术科学奖，1996年获何梁何利基金科学与技术进步奖，2012年获国家最高科学技术奖。学术著作有《郑哲敏文集》（2004）等，主编《20世纪中国科学家成就概览》力学卷。

郑哲敏多次参与国家与中国科学院力学学科规划的制定与组织工作，坚持以技术科学思想指导进行科学研究和工程应用。倡导并组织了材料力学性能、海洋工程力学、环境力学、非线性力学等新兴领域的研究，为推动中国近代力学事业的发展做出了积极贡献。