1897年（清朝光绪二十三年）7月13日，潘菽出生于江苏省宜兴县陆平村的书香门第，潘菽6岁时开始在父亲开办的蒙馆里读《四书》、《五经》。后始逢清朝末年废科举办学堂，潘菽以优异成绩考取了常州江苏省立第五中学插班3年级。

        1917年（中华民国六年），潘菽中学毕业，跳过两年预科，直接考取了大学本科，就读于北京大学哲学系。在北大读书期间，深得校长蔡元培欣赏：喜欢潘菽多才多艺，兴趣广泛，又甚爱学习。

        1920年（民国九年），大学毕业后，抱着“教育救国”的思想，潘菽考取了官费留美。

        1921年（民国十年），抵达美国入加利福尼亚大学学习教育学。不久，思想发生变化，转学到印第安那大学学习心理学，获硕士学位。 [

        1923年（民国十二年），又转入芝加哥大学，在H卡尔（Carr）教授指导下，于1926年完成了“背景对学习和回忆的影响”论文，获得博士学位。

        1927年（中华民国十六年），潘菽学成回国，应聘到建立心理学系最早的第四中山大学（后改称为中央大学）任副教授，半年后晋升为教授，兼任心理系主任。 

        1944年（中华民国三十三年），潘菽还和梁希、涂长望、金善宝等人在共产党支持下，联合包括竺可桢、李四光等著名科学家在内的一百多人共同发起组织了“中国科学工作者协会”。 

        1946年（民国三十五年）5月，在重庆正式召开九三学社成立大会。创始人有许德珩、潘菽、涂长望等。

        1949年，南京解放，潘菽受命参与接管中央大学，中央大学更名为南京大学后。同年9月，潘菽作为中国科学家代表团员之一去苏联参加巴甫洛夫100周年诞辰纪念活动。 

        1951年，潘菽被任命为南京大学首任校长。 

        1952年，参与了南京及华东地区的大学院系调整工作，主持院系调整时，考虑到仪器设备搬迁问题，没有把南京大学留在四牌楼原址，这也是潘菽本人认为的潘菽生平办错的第一件大事。

        1955年，潘菽当选为中科院生物学部委员，是当时中国心理学领域唯一一位学部委员。

        1956年，南京大学心理系并入中国科学院心理研究所，潘菽担任了心理研究所所长。

        1957年，潘菽又率中国心理学家代表团赴民主德国访问，往返都路过莫斯科。

        1963年，潘菽突发心肌梗塞病，几濒于危，住了一年多医院。

        1976年，任心理研究所所长和中国心理学会理事长，潘菽一方面不辞辛苦地做了大量组织领导工作，同时身先士卒，带头从事研究和著述，大力播扬。

        1988年3月26日，因病逝世于北京，享年91岁。