Simone彭桓武，1915年10月6日生于吉林长春，父亲彭树棠，母亲陈思敬。
1928年至1930年，先后在长春自强中学、吉林毓文中学读书。
1931年考入清华大学物理系，1935年毕业，获得理学士学位。同年入清华大学物理系研究生院。
1937年6月，清华大学物理系研究生肄业，任昆明云南大学理化系教员，教普通物理。翌年赴英国爱丁堡大学理论物理系，谨谨师从著名物理学家马克斯·玻恩（Max Born），从事固体物理、量子场论等理论研究。
1940年和1945年分获哲学博士和科学博士学位。1941年8月后，曾两度在诺贝尔物理学奖获得者薛定谔（Erwin Schrödinger）任所长的爱尔兰都柏林高等研究院理论物理研究所从事研究工作，完成关于介子的HHP理论的研究。
1945年与玻恩共同获得英国爱丁堡皇家学会麦克杜加尔－布列兹班奖。1945年8月至1947年7月，任都柏林高等研究院理论物理研究所助理教授。
1947年回国，先后担任过云南大学、清华大学、北京大学、中国科技大学教授，并参与创办中国科学院近代物理研究所，任研究所研究员。
1948年被选为爱尔兰皇家科学院院士。
1954年9月，当选为第一届全国人大代表，
1955年10月至1956年4月，在前苏联莫斯科热工研究所实习反应堆理论。
1955年当选为中国科学院学部委员（院士兆橡），历任中国科学院近代物理研究所研究员、副所长，二机部第九研究院副院长、中国科学院高能物理所副所长、中国科学院理论物理所所长等职。
1959年4月，当选为第二届全国人大代表。
1962年起，先后在中国科学技术大学、北京大学教授理论物理、分子反应动力学等课程。
1964年12月，当选为第三届全国人大代表。
1978年2月，当选为第五届中国人民政治协商委员会委员。
1982年，获国家自然科学奖一等奖。
1985年，获得两项国家科技进步奖特等奖。
1995年，获得何祥猜基梁何利基金科学与技术成就奖。
1999年，获得“两弹一星功勋奖章”。
2004年，在中国科学院理论物理研究所报告的广义相对论与狄拉克大数假设的统一论文，文中提出了可能在宇宙学方面具有深远意义的设想。
2005年，在研讨会上做了题为《广义相对论――一个富于刺激性的理论》的学术报告。
2007年2月28日21时40分，因病在北京逝世，享年92岁。
