Sinh năm 1927 tại Quảng Nam, ông Hoàng Tụy mồ côi cha khi lên 4 tuổi, gia đình nghèo khó nên tuổi thơ vất vả. Nhờ học giỏi, hết sáu năm tiểu học ông đỗ vào năm nhất Quốc học Huế. Nhưng khi đang học, ông bị ốm nặng, phải về quê chữa bệnh. Sau đó, ông vẫn đau ốm luôn, đành bỏ học bổng trường Quốc học Huế, ra học trường tư. Năm 1945, ông đỗ đầu kỳ thi tú tài toàn phần ban Toán. 

Ông tham gia kháng chiến chống Pháp ở quê rồi dạy học ở Quảng Ngãi. Từ năm 1951, ông tự học chương trình đại học toán của Liên Xô và nghiên cứu những vấn đề tổng quát về giáo dục. 

Đầu năm 1955, ông Hoàng Tụy được Bộ Giáo dục giao phụ trách chuẩn bị cải cách giáo dục phổ thông để thống nhất hệ phổ thông 9 năm ở vùng tự do với hệ 12 năm ở vùng mới giải phóng thành hệ 10 năm. Sau đó, ông phụ trách tổ chức biên soạn chương trình, sách giáo khoa tất cả môn học của giáo dục phổ thông. 

Năm 1956, ông giảng dạy tại khoa Toán chung của Đại học Sư phạm và Đại học Tổng hợp Hà Nội. Một năm sau, ông cùng 8 cán bộ khác được cử sang Liên Xô tu nghiệp ở Đại học Tổng hợp Lomonosov và đã hoàn thành luận án tiến sĩ Toán - Lý tại đây. 

Giáo sư Hoàng Tuỵ. Ảnh: Hoàng Thùy.

Năm 1964, GS Hoàng Tụy phát minh phương pháp lát cắt Tụy, được coi là mốc đánh dấu sự ra đời của một chuyên ngành Toán học mới, lý thuyết tối ưu toàn cục. Hơn 100 công trình khoa học của ông được đăng trên các tạp chí uy tín quốc tế về nhiều lĩnh vực của toán học. Cuốn sách tối ưu toàn cục tiếp cận xác định mà ông viết chung với GS Reiner Horst được đánh giá là "kinh thánh" của chuyên ngành tối ưu toàn cục.

Là Viện trưởng Viện Toán học giai đoạn 1980-1990, GS Tụy đã dẫn dắt Viện phát triển, khẳng định vai trò trụ cột trong nền Toán học Việt Nam và uy tín quốc tế. Năm 1994, Viện được Viện Hàn lâm Khoa học thế giới thứ ba công nhận là trung tâm xuất sắc của các nước đang phát triển. Tháng 8/2017, Việt Nam và UNESCO ký thỏa thuận thành lập Trung tâm quốc tế đào tạo và nghiên cứu Toán học với Viện Toán học là cơ quan bảo trợ, hỗ trợ về chuyên môn.

Nhờ những đóng góp to lớn đối với khoa học, GS Hoàng Tụy được Nhà nước tặng giải thưởng Hồ Chí Minh về khoa học kỹ thuật đợt 1 năm 1996. Giáo sư cũng là người đầu tiên nhận giải thưởng Constantin Caratheodory năm 2011 do Đại hội Quốc tế tối ưu toàn cục đề xướng vì những đóng góp tiên phong về nền tảng cho lĩnh vực này.