东山中学读高中。1946年，曾毅考取复旦大学商学院统计专业。1947年，曾毅离开复旦大学进入上海医学院学习。1952年，曾毅毕业于上海第一医学院医疗系。1953年，曾毅与李泽琳结婚。1956年，曾毅调入北京中国医学科学院微生物系病毒所，师从病毒学家黄祯祥。1974至1975年，曾毅在英国的格拉斯哥病毒研究所做客座研究员从事肿瘤基础研究。1986至1987年，曾毅在法国国家科学研究中心作为客座研究员从事HIV的研究。1993年，曾毅当选为俄罗斯医学科学院外籍院士，中国科学院院士。2020年7月13日，曾毅