1904年3月30日,黄汲清生于四川省仁寿县。
1921年至1924年,黄汲清在北洋大学预科学习。
1928年,黄汲清在北京大学地质系毕业,获理学学士学位,进入北平地质调查所任调查员。
1928年至1929年,黄汲清先后从辽东到辽西,从西安到宝鸡,越秦岭入四川,由滇进黔,跋山涉水,步行万余里,开展科学研究。
1932年夏,黄汲清由中华教育文化基金会选派到瑞士留学,先入伯尔尼大学地质系,旋转入浓霞台大学。其间对德、法、意等国进行了考察,1935年写成博士论文《瑞士华莱县素女峰破金峰地区之地质研究》,引起瑞士地质学家瞩目。
1936年,黄汲清回国,被任命中央地质调查所地质主任,率队进入赣、湘、黔、粤等地做了大面积的考察,发现了具有重要经济价值的湖南资兴煤田,取得重大地质成果。
1937年黄汲清组织西北石油考察队,发现玉门油田。同年7月出席在莫斯科举行的第17届国际地质大会,并在苏联进行了广泛的地质考察。1937年12月底,黄汲清被任命为中央地质调查所所长。
1938年2月,黄汲清当选中国地质学会第15届理事会理事长。1938~1940年任中央地质调查所所长,布置并亲自参加四川省的石油、天然气及其他矿产资源普查。
1941年至1943年,黄汲清带队调查甘肃、新疆的石油地质。
1940年夏,黄汲清辞去中央地质调查所所长职务,任《中国地质学会会志》主编。
1942年,黄汲清兼任中央大学教授。
1945年初,黄汲清写成《中国主要地质构造单位》一书,采用地槽地台说,第一次系统的划分了中国主要大地构造单元,科学地阐明其特征。
1945年,黄汲清成立中国地质学会第一个专业委员会-构造地质专业委员会,李四光任主任,黄汲清任副主任。
1946年,兼任北京大学教授,主编完成了14幅国际分幅1:1000000中国地质图,接着又完成了1:3000000中国地质图,综合了中国地质调查的全部成果。
1948年,黄汲清当选为中央研究院院士。
1952年,黄汲清被任命为西南地质局局长。
1955年初,黄汲清在他和谢家荣一同担任地质部普查委员会技术负责人时,建议在松辽平原、华北平原、鄂尔多斯和四川盆地四大重点地区进行石油和天然气普查勘探,经地质部同意,下达了普查钻探任务。
1974年,黄汲清任中国地质科学院顾问,从事国家急需的富铜、富铁矿地质研究。
1979年至1993年,黄汲清当选中国人民政治协商会议第五、六、七届常务委员。
1980年被授予中国石油学会名誉理事称号;并被瑞士联帮理工学院授予荣誉自然科学博士学位。
1982年,中国地质学会成立60周年庆祝大会及学术讨论会在河北省秦皇岛市北戴河举行时,有数百名国内学者及来自9个国家与地区的60多名外国学者出席,黄汲清以理事长身份主持大会,并作了《略论60年来中国地质科学的主要成就及今后努力方向》的长篇报告并公开发表。紧接着,他又在1983至1984年的《中国科技史料》上分4期连载发表了《中国地质科学的主要成就》的数万言长文。
1984年3月15日,黄汲清加入中国共产党。
1995年3月22日,黄汲清在北京病逝,终年91岁。