1889年（光绪十五年）12月29日，梅贻琦出生于天津，祖籍江苏武进。在堂兄弟中排行第五。其父中过秀才，后沦为盐店职员，甚而失业，家境亦每况愈下。

1904年（光绪三十年），南开中学第一期学生。 

1908年（光绪三十四年），入保定高等学堂。

1909年（宣统元年）6月，梅贻琦报考首批庚款留美生，在630名考生中以第六名的成绩被录取，成为首批赴美留学生47人中的一名。

1910年（宣统二年），梅贻琦进入美国伍斯特理工学院（Worcester Polytechnic Institute），习电机工程。 

1914年（民国三年），梅贻琦毕业于伍斯特理工学院电机系，获电机工程学士学位，并入选SigmaXi荣誉会员。

1915年（民国四年）春季，留学归国。同年秋季，梅贻琦担任清华学堂物理教师。后任教务长，暂代校务，清华大学留美学生监督处监督等职。

1931年（民国二十年）10月，梅贻琦出任国立清华大学校长，到职后多次阐述“师资为大学第一要素”等办学至理，并积极延聘国内国际著名学者来校执教。

1937年（民国二十六年），抗日战争时，清华与北大、南开三校合并为西南联合大学，梅贻琦任国立长沙临时大学校务委员会常务委员，翌年任西南联合大学校务委员会常委兼主席。

1943年（民国三十二年），在由梅贻琦拟纲，潘光旦代笔的《工业化的前途与人才问题》中，梅贻琦表示，真正工业的组织人才，对于心理学、社会学、伦理学，以至于一切的人文科学、文化背景，都应该有充分的了解。

1945年（民国三十四年），日本投降后，梅贻琦回北平筹备复校，继续担任校长，直到1948年12月清华园解放前夕。

1948年（民国三十七年）12月，北平即将解放。梅贻琦搭乘国民党的飞机南下。国民党政府再三邀请梅贻琦入阁，梅贻琦维持了一贯的中间立场，他对新闻记者谈话说：“不出来对南方朋友过意不去，来了就做官，对北方朋友不能交代。”所以始终婉谢，他依然属意教育。

1949年，梅贻琦前往巴黎参加联合国教科文组织科学会议，任代表团首席代表。会后赴美。

1950年，任华美协进社常务董事，翌年组织清华大学在美文化事业顾问委员会。

1953年，任台湾当局教育部门在美文化事业顾问委员会主任委员。

1955年，梅贻琦由美国飞台湾，开始用清华基金会利息筹办“清华原子科学研究所”，也就是台湾清华大学的前身，诺贝尔奖获得者李远哲曾在这里就读，梅贻琦因为一手奠定了台湾的清华基础，被称之为“两岸清华校长”。 [3]

1958年7月，梅贻琦任台湾当局“教育部部长”，兼清华大学校长。嗣兼任“国家长期发展科学委员会”副主任委员，兴建核科学馆、放射性同位素实验室。

1959年，梅贻琦兼任台湾当局“国家长期发展科学委员会”联席主席。

1960年5月，患病入台大医院疗养。

1961年2月，奉准辞台湾当局“教育部部长”，仍兼“原子能委员会”主任委员。

1962年2月，当选台湾“中央研究院”院士。5月，担任“国立中央大学”地球物理研究所筹备委员会主任委员。同年5月19日上午10时50分，病逝于台大医院。