生于浙江省绍兴嵊州市。1982年，毕业于浙江大学地质系，获理学士学位。1988年，获中国科学院地质研究所地质学博士学位。2005年11月，当选中国科学院地学部院士。1999年至2007年，连任2届中国科学院地质与地球物理研究所所长。2008年1月，任中国科学院副院长。2017年12月10日当选民盟中央主席。2018年3月17日，当选为第十三届全国人民代表大会常务委员会副委员长。2010年，柴静在节目《面对面》中，就“什么是公平的减排方案”对丁仲礼进行辩论式采访。因在采访中丁仲礼反对以国家为单位计算碳排量