1896年1月9日，茅以升出生于江苏镇江的一个书香门第家庭，他的祖父茅谦是我国近代史上颇有影响的水利专家，著有《水利刍议》等书。祖父所开创的墨儒家风，对童年、少年时代的茅以升产生了直接影响。
母亲则是茅以升的“首席教官”。茅以升的母亲韩石渠，虽然没有上过学，但自从进入茅家后就刻苦自学，经过许多年的积累，便有了相当的文化修养。她学文化，是为了准备教子成才。茅以升母亲特意在门前河边修筑了个小平台，夏天有石凳，冬天放木椅，小以升每天一大早就起床，洗好脸后就来到河边背诵诗词文赋，不到几岁就装了半肚子文章，亲友们都夸他是个小秀才。
熟读勤背，不仅让小以升的智力得到了最充分的开发，还有效地增强了他的记忆能力。有一天，爷爷要抄汉代大学者班团的《东都赋》，有意叫孙儿为他研墨。祖孙俩一个端坐着抄写，一个站在一旁侍墨，爷爷边抄边吟诵着那赋文，孙儿边看边听边默记着那字句，等爷爷抄完搁下毛笔时，孙儿竟然背诵起来：“万乐备，百礼暨（li），皇欢浃，群臣醉，降烟煜（yuu），调元气……”这下可把爷爷给惊呆了，他没想到孙儿的记性这么好。
爷爷心里乐开了花，决定奖赏他。元宵节到了，家家户户的孩子都玩灯，祖父就送给孙儿一只灯。这只灯不是一般的照明灯，也不似那普通的彩花灯，而是一只巧妙异常的“走马灯”。“呀，这个灯真的会走啊！”小以升对着灯仔细瞧着，越瞧越觉得奇怪。“为什么会走呢？”他提着灯去问爷爷了，爷爷把“走”的原理跟他细细讲了，小以升认真地听着，不住地点头，而后再仔细观察、思考，竟然从中悟出“科学”意趣来。
除了爷爷，就数三叔令他难忘。茅以升10岁生日那天，三叔过来看他，抚摸着他的头，带有几分神秘和夸耀的神情逗他：“给你一样好东西，要不？”说着就从衣兜里拿出一本地图册。小以升接过去只看了一眼，是本没有着色的世界地图册，当时并没有特别的兴趣，也就礼节性地说了声“谢谢”。三叔发现他似乎兴趣不大，就大声叮嘱：“以升，你好好看一看这本书吧！在这里面，你可以看到好大的世界呢！”过后，他翻开地图册，果真越看越动心，越看越兴奋。“啊，世界该多么大啊！一定是到处充满着奥秘和精彩。长大后，我要走向大世界到处去看看啊！”就是这本地图册，拓宽了他的眼界，开启了他心灵的门扉。从此，他心里装着个大世界，始终向往着遥远的地方。
茅以升喜欢看一年一度的端午节龙舟比赛。1906年的端午节那天，在他的家乡举行了一年一度的划龙舟比赛。偏在这时，他生了病，没有办法出去，只好呆在家里。可是他的心却像猫爪子抓一样痒痒。他把希望寄托在小伙伴身上。他热切地盼望着小伙伴快点回来给他讲一讲精彩的龙舟大赛的热闹情景。
正当茅以升焦急等待的时候，小伙伴气喘吁吁地来到他家。一个小伙伴急呼呼地说：“不好了，秦淮河出事了！”“怎么啦？”茅以升惊愕了一下，慢慢地坐起身问，“是龙船翻了吗？”“不，是看赛龙船的人太多，把文德桥压塌了！”另一个小伙伴解释说，“幸亏你没有去，要是去了，说不定也掉到河里去了。”“文德桥？”茅以升皱了一下眉头问，“文德桥怎么会塌呢？”“不结实呗！”小伙伴们异口同声地说。“那掉到河里的人多吗？”“可多啦！”一个小伙伴沉痛地说，“我们思益学堂就有几个同学淹死了。当时河里、岸上，哭喊叫闹，乱成一团了。”听到这里，茅以升的两眼噙满泪花，直愣愣地望着天花板。他想象着文德桥下的惨景。他对小伙伴说：“我长大了一定要学会造桥，为乡亲们造最结实的桥！”“好啊，有志气！”父亲走过来摸着儿子的头，称赞他说。
从此，茅以升的头脑里几乎被桥占据了。有时大人带他外出，只要看到桥，不管是石桥还是木桥，他总是桥上桥下来回奔走，从桥面看到桥桩，兴趣盎然，流连忘返。他读古文，只要读到有关桥的句子或者段落，就立即抄在本子上；看见有桥的图画，就像看见珍宝一样地收藏起来。
有一天，祖父给茅以升讲“神笔”的故事，说古代有一位白发苍苍的老爷爷，他有一支“神笔”，用它画鸟，鸟能飞在天空上；用它画鱼，鱼会在水里游；用它画楼，楼房就拔地而起……“要用这只神笔画桥呢？”听得入神的茅以升，打断了祖父的话，急切地问。“桥就架在江河上呗！”祖父嘿嘿地笑着说。“上哪儿去找这支‘神笔’？”茅以升睁大眼睛，急不可耐地问。“这可有个秘诀哩。”祖父故意显得很神秘。“什么秘诀？您快告诉我，我要找到‘神笔’，画结实的大桥！”茅以升拉住祖父的手，摇晃着，天真地恳求说。祖父拿起毛笔，在茅以升的手心里写了“勤奋”两个字，然后语重心长地说：“这就是‘神笔’的‘秘诀’。你掌握了它，学好了知识，什么大桥、高楼，都会从你的笔下设计出来……”茅以升高兴地点点头，表示明白了祖父的意思“我懂了，现在要多练基本功。”
勤奋好学的茅以升，15岁时如愿地考上唐山工业专门学校土木系，5年后，以总分第一名的成绩毕业。20岁的茅以升踌躇满志，考取了清华学校国美预备生。当时，有人在他母亲面前说：“孩子这么小，怎么舍得让他出国受苦啊？”母亲不以为然，坚决支持儿子的选择并鼓励他：“孩子，凡事立则兴，不立则废。古时候大禹治水，三过家门而不入，终于大功告成，要学大禹治水的精神！”
茅以升在父母亲的鼓励下，怀抱理想，前往美国康奈尔大学桥梁工程系研读。他珍惜一切时间，勤奋读书，刻苦钻研，仅用了一年的时间就拿到了硕士学位。为了日后回国能亲自指挥建造大桥，他特意赶到匹茨堡一家桥梁公司去进行艰苦的现场实习。接着，他又考入卡内基理工学院深造，以优异成绩获得工学博士学位。他的博士论文《框架结构的次应力》很有科学创见，令专家、教授大为赞许，后来被称为“茅氏定律”。有人劝他留在美国工作，日后必定成就辉煌，幸福一生。可茅以升并不这么为自己着想，他认为：“虽然科学没有祖国，科学家却是有祖国的！我是中国人，我的祖国更需要我！”
1919年12月，茅以升毅然回到祖国。由于他才能出众，立即受到多方聘请，先任东南大学教授兼工科主任，后被聘为河海工科大学校长，接着又被请去担任北洋大学工学院院长，他以他雄厚的建筑学识和高超的管理才能，勤勤恳恳地为培养建筑人才和开拓建筑事业，制订蓝图，竭尽心力。
几十年里，他设计建造过无数大桥，在河流之上铺架了一条条美丽的“彩虹”。汹涌澎湃的钱塘江上的大铁桥，是他设计并领导施工的；雄伟的武汉长江大桥，也是他负责指挥、设计和施工的。巍巍大桥，倾注着他辛勤劳动的汗水。他成为我国数一数二的桥梁专家，为我国的桥梁建造事业贡献了毕生的力量。
1989年，茅以升逝世了，为了表彰茅以升的杰出贡献，中国国家天文台将其发现的一颗小行星命名为“茅以升行星”。
