1983年，從山西農業大學畢業后進入北京農業大學就讀研究生。
1986年，碩士畢業于北京農業大學之后留校任教。
1991年，前往牛津大學攻讀博士學位。
1995年，獲得博士學位后先后在卡爾加里大學、牛津大學、哈佛大學/哈佛醫學院從事博士后研究工作。
2001年，擔任牛津大學講師、實驗室主任、博士生導師。
2004年，進入中國科學院微生物研究所工作，擔任研究員、博士生導師，所長。
2008年，出任中國科學院病原微生物與免疫學重點實驗室主任。
2015年，擔任中國科學院大學存濟醫學院院長。
2017年 - 2022年，擔任中國疾病預防控制中心主任。
2018年，擔任第八屆國家自然科學基金委員會副主任。
2008年，榮獲第一屆“談家楨生命科學創新獎”。
2013年，當選中國科學院院士。
2014年，當選第三世界科學院院士。
2014年09月，榮獲第七屆“談家楨生命科學成就獎”。
2015年，榮獲“何梁何利基金科學與技術進步獎”。
2016年06月02日，榮獲首屆“全國杰出科技人才”獎。
2017年05月，榮獲全國創新爭先獎章。
2019年，先后當選美國國家科學院外籍院士、美國國家醫學科學院外籍院士。
2020年，當選德國國家科學院院士。
2022年05月，入選英國皇家科學院外籍院士、澳門城市大學榮譽博士。
2022年06月，當選俄羅斯科學院外籍院士。
國家科學技術進步獎特等獎
國家科學技術進步獎一等獎
國家科學技術進步獎二等獎
中華醫學科技獎一等獎
中華預防醫學會科學技術獎一等獎
北京市科學技術獎一等獎
