饶毅1983年获得江西医学院（现南昌大学江西医学院）。

学士学位，1985年获得上海第一医学院（现复旦大学上海医学院）硕士研究生学位，1991年获得美国加州大学旧金山分校神经科学博士学位；1991年后先后在哈佛大学生物化学与分子生物学系、圣路易斯华盛顿大学医学院解剖和神经生物学系从事研究，2004年任美国西北大学神经科学研究所副所长；2007年，回国受聘出任北京大学讲席教授、生命科学学院院长；2016年4月，任北京大学理学部主任；2018年4月，任西湖大学创校校董会成员；2019年6月，任首都医科大学校长。