Simone1932年11月生于辽宁省昌图县八面城镇的一个贫苦农民家庭。7岁那年，由于全家人不甘心都没有文化受人欺辱，才使得他获得了受教育的机会。小学毕业，时值抗战结束，八路军治下的昌北中学，寒门子弟可免费读书，他的学业才得以继续。由于学习成绩连年优秀，初中毕业被保送到沈阳的东北实验学校（辽宁省实验中学的前身）就读高中。
高中就读于东北实验学校（现辽宁省实验中学）。
1949年，初中毕业前他加入了中国共产党。 由于出生农家，上中学时他最喜欢的课程是生物课。摩根的遗传理论、米丘林的学说，都使他着迷。他梦想着将来当一名生物学家，改良物种。抗美援朝战争时期，美军飞机不时侵犯辽东领空有时深入到抚顺一带，学校开始北迁，和平宁静的学习生活被破坏了。不久校园附近的沈阳北陵机场出现了苏制米格15喷气式战斗机，他为蓝天上那英姿勃勃、令敌人望而生畏的喷气式飞机所倾倒。
1952年，高中毕业时，他一改原先的志向，毅然报考了清华大学航空系飞机设计专业，从此走上了国防建设的道路。
1952～1953年清华大学航空系（后并入北航）。
1953～1955年 北京外语学院留苏预备部。
1955～1961年 苏联莫斯科航空带租学院飞行器系导弹设计专业毕业、获优秀生毕业文凭和工程师称号（留学前苏联莫斯科航空学院学习飞机设计，1957年服从祖国的安排改学火箭与导弹设计专业）。
在清华大学学习一年之后，他被选送到北京外国语学院留苏预备部学习俄语，并于1955年到莫斯科航空学院飞行器设计系飞机设计专业学习。三年级时根据中苏两国政府的协议改学火箭导弹设计。
1960年夏，赫鲁晓夫撕毁协议撤走专家后，中国决定召回所有即将毕业的留苏学生。回国之后不久，周总理从战略的高度指示国防工业重要科系派一人回去继续学习，于是他重返莫斯科。苏联著名火箭总设计师科罗廖夫的第一副手和接班人V.P.米申院士向校方主动提出，亲自指导本专业这惟一来自中国的应届毕业生的毕业设计。在米申院士的指导下，他的毕业论文选择了洲际导弹设计，并以优秀的成绩通过答辩，同时获得了优秀生毕业文凭和工程师称号。
1961～1977年 国防部五院一分院（七机部第一研究院）战略导弹和运载火箭总体设计部总体设计组组长、总亏行陆体设计室主任。
1961年毕业于莫斯科航空学院，毕业后立即投身于我国第一种自行设计的火箭设计和研制工作，参加了多种火箭的设计和研制，先后担任洲际火箭副总设计师，三种火箭总设计师，是长征二号捆绑式运载火箭的主要倡导者之一和研制总指挥， 曾任中国火箭研究院院长，1992到2007年担任中国载人航天工程总设计师。2004年至今担任清华大学航天航空学院院长。
1978～1980年 七机部第一研究院总体设计部副主任、主任。
1977年底，他在七机部规划会议上提出对载人航天跟踪研究的建议，并获准他所在的第一设计部成立一个跟踪研究小组。1978 年，他在第一设计部成立了以航天飞机为主要对象的跟踪研究小组，并亲自领导。这个专题研究组一直工作到1992年飞船工程开始技术经济可行性论证为止，为载人航天前期准备做了大量工作。
1980～1991年 七机部第一研究院副院长、院长。
1986年3月，国务院组织专家制定中国高技术发展计划，他是200名参加者之一，并任其中一个论证组的组长。中央批准国家高技术（863）研究发展计划后，王永志被聘为863国家高技术航天领域专家委员会7名成员之一。在首席科学家主持下，主要负责天地往返运输系统和大型运载火箭的论证工作，参与拟制中国载人航天的发展蓝图。经过4年多的论证，专家委员会上报了《概念论证阶段综合报告》。
1987年起，他作为“863”航天领域专家委员会成员，参与制定我国载人航天的发展蓝图。1992年1月，他被任命为载人航天工程技术、经济可行性论证组组长，主持拟制了该工程七大系统的技术途径和主要技术方案。
1987年，成为“863”计划航天领域专家委员会成员，1992年当选国际宇航科学院院士、俄罗斯宇航科学院外籍院士，1994年5月当选中国工程院首批院士，现在中国人民解放军总装备部工作。2010年5月4日，国际小行星中心先后发布公报通知国际社会，将国际永久编号第46669号小行星命名为“王永志星”。
1992年1月，中央专委决定，对载人飞船工程进行技术销顷经济可行性论证，王永志被指定为论证组组长。在老一辈专家的指导下，在原论证的基础上，由近200人直接参加，经过半年多工作，完成了载人飞船工程的技术经济可行性论证。他代表论证组向中央专委和中央政治局常委所做的汇报都得到了肯定。
1992年8、9月，他代表论证组先后向中央汇报了工程主要技术方案和“三步走”的发展战略，均被肯定。工程立项后，他即被任命为中国载人航天工程的总设计师。他主持了工程方案设计、初样研制、试(正)样研制和无人飞行试验，以及首次载人航天飞行的技术工作，在总体技术方案制定、提出对各系统技术要求、关键技术攻关、重大问题处理等方面起到了关键作用，做了大量开创性工作。
1991～1994年 航空航天部科技委副主任。
1992年11月 中国载人航天工程总设计师。
1994年4月 当选为中国工程院首批院士
2004年至今担任清华大学航天航空学院院长。
2014年9月15日，太空探索者协会第27届年会在北京闭幕。中国载人航天工程首任总设计师王永志被太空探索者协会授予水晶头盔奖。
