胡仁宇931年7月20日生于上海，浙江江山人，祖籍江西省上饶市玉山县仙岩镇官溪村。1952年毕业于清华大学物理系。1956年至1958年为苏联门捷列夫物理研究所研究生。后历任西南中国工程物理研究院副研究员、研究员、副院长、院长。1991年当选为中国科学院院士(学部委员)。 一直从事实验核物理、等离子体物理、加速器、反应堆物理的研究，在核参数测量方面取得成功，为我国核工业的发展作出了贡献。先后筹建并领导了多种核物理实验室，承担有关中子物理、放射性核素测量和其他核测试工作。开展了强脉冲混合辐射场的各种特性的测量工作。70年代末以后，参加组建惯性约束聚变实验室，使其初具规模并取得了有特色的研究成果。
胡仁宇15岁时去了浙江的杭州高级中学读书，在那里，胡仁宇他度过了三年的高中生活;1948，他以优异的成绩考上了清华大学物理系；1952年，毕业后的胡仁宇被选入中国科学院近代物理所工作。由于专业基础知识扎实，1941年至1942年他以优异成绩毕业于清华大学物理系，被选入中国科学院近代物理所工作。由于专业基础理论扎实，又善于钻研，被爱才若渴的钱三强、何泽慧等老专家视为难得的“好苗子”加以重点培养。1956年9月被选派赴苏联科学院列别捷夫物理研究所攻读研究生。他的导师是世界闻名的物理学家契仑柯夫。
1958年，由于国内重点建设急需人才，他提前回国，被钱三强教授推荐到一个新组建的国家核心保密单位从事国防尖端科学研究。他接受的第一项任务就是负责组建加速器与中子物理实验室。这项研究工作，直接关系到我国第一颗原子弹能否按期研制成功。他带领一批新参加工作的大学生克服种种困难，夜以继日地工作，利用极期简陋的条件，用比外国人更短的时间陆续取得了一批科研成果，出色地研制成功中子发生器，建立了快中子物理实验室。
上世纪60年代初，为利用核爆回收微尘样品来诊断核装置爆炸的性能，胡仁宇提出通过测定样品中裂变碎片、铀和超铀同位素相对原子数来定当量和中子能量范围的方法，利用各种指示剂元素的中子反应产物的放射性测量来确定装置爆炸时不同能区的中子数的方法等。他和同事们组织了一支理论、化学分析、物理测量密切结合的队伍，建立了配套的仪器和设备，通过大量的预先冷实验，克服了多个科学技术难题，掌握了相关技术。
1964年10月16日，中国研制的第一颗原子弹爆炸成功，作为科研室负责人的胡仁宇，亲自参加了这次试验，并担任了作业队一个小组的领导人。他和他的同事们研制的核心部件，成功地装配在第一颗原子弹上。以后，他又转入氢弹技术的实验工作，担任了实验室副主任，在当时部一级的负责人中，他是最年轻的一个。在王淦昌等老一辈科学家的指导下，他带领一支年轻的科技队伍，驰骋在空气稀薄的青海高原，年复一年地战斗在风沙弥漫的戈壁滩和交通不便的深山峡谷中，为中国第一颗氢弹爆炸试验成功作出了贡献。
七十年代初，胡仁宇随整支研制队伍调往四川基地，担负九院(核武器研究设计院)二所的科技领导重担，负责筹建惯性约束聚变实验室。他和同事们陆续研制了一整套物理诊断技术设备，先行开展有关物理实验室研究，为开拓这一前沿前沿学科领域的研究起了重要的作用。1981年被国防科工委聘为近区物理测量组负责人。他组织科技人员探索新的测试原理和方法，对快速脉冲辐射场测试技术的提高作出了突出的贡献。
1983年6月，胡仁宇担任九院副院长，协助院长“两弹元勋”邓稼先教授组织领导全院的科研工作。1985年9月，接替了病重的邓稼先教授的工作，担任代理院长，承担全院领导工作。1986年，担任中国科学院第九研究院院长，在前任开辟的基础上，卓有成效地推进全院的科学研究工作。近年来，他又根据中央提出的“军民结合，平战结合”的方针，积极组织推进九院的科技体制改革，在集中精干力量完成军品研制任务的同时，又组织广大科技人员走向经济建设的主战场，从实践中摸索推行军民结合的具体途径，使九院的民品开发生产效益逐年上升，对国家的贡献越来越大。