赴美深造；1931年获罗林斯学院文学学士学位，同年秋入美国耶鲁大学研究院；1935年获美国耶鲁大学博士学位。1937年与刘年翠成婚，她亦是高尚荫从事科学和教育事业的得力助手。归国后任武汉大学教授，中国科学院武汉病毒研究所研究员。1980年当选为中国科学院院士（学部委员）。曾任中国科学院武汉分院副院长、中南微生物研究所所长、武汉病毒研究所所长和名誉所长、中国微生物学会副理事长、病毒专业委员会主任委员，湖北省及武汉市微生物学会理事长、名誉理事长。