他于1945年考取公费留学赴美，就读于芝加哥大学，取得博士学位。

1949年，杨振宁进入普林斯顿高等研究院进行博士后研究工作，开始同李政道的合作。当时的院长欧本海默说，他最喜欢看到的景象，就是杨、李走在普林斯顿草地上。1966年以后，他长期执教于纽约州立大学石溪分校，创立并主持该校的理论物理研究所。他也是美国科学院院士、英国皇家学会会员、中国科学院外籍院士、香港中文大学博文讲座教授。