他出生在福建省福清县下和洋村的一个农民家庭，兄弟姐妹众多，在家中排行老四。父亲看中他对学习的热情，就把他送进了学校。他在高中毕业后，父亲不幸去世，家境贫困，没有条件供他深造，只能回家当了一名中学老师。
1940年，他被西南联合大学、云南大学、广西大学、重庆中央大学等多所高校录取，最终选择进入重庆国立中央大学（今华中科技大学）读书。在那里，他遇到了科学研究的魅力，并开始了他的学术之路。
1944年，他以优异的成绩毕业，并于1945年底加入中央研究院气象研究所，这是中国最著名的气象科研机构之一。在这里，他受到了赵九章教授的指导，并与竺可桢等科学巨匠合作，对中国季风进行了深入研究。
1954年，他出版了《海南岛气候》，这本书详细分析了海南岛的地理环境和植胶产胶问题，为解决该地区经济问题提供了重要参考。随后，他又发表了一系列关于黄河流域降水的问题，包括专著《黄河流域的降水》以及相关图集和资料，这些工作为防洪控制和农业生产提供了科学依据。
1958年，为改善西北地区干旱面貌，中国科学院组织高山冰雪利用实验研究项目，高由禧担任融冰化雪队队长前往甘肃。此时期内，还成立并主持过兰州地球物理研究所的一系列项目，对土炮消雹、高原大气物理学等领域进行了一系列创新性研究。
1966年的文化大革命期间，因政治原因受到冲击，但后来恢复工作。1974年，由于需要调整组建新机构，便创办并担任兰州高原大气物理研究所所长，此间也提升为国家级杰出科学家，并当选为中国科学院地学部院士（即“院士”）。
1980年代初期，以青藏高原作为主要研究对象，不仅提出了许多重要理论，也参与策划并领导多项重大科研项目取得显著成果。2001年3月3日，在兰州病逝留下一片充满传奇色彩的人生轨迹。这位伟大的气象学家不仅在其专业领域取得辉煌成就，而且对社会各界都有着深远影响。
