茅以升從小好學上進，善於獨立思考。他10歲那年，過端午節，家鄉舉行龍舟比賽，看比賽的人都站在文德橋上，由於人太多把橋壓塌了，砸死、淹死不少人。這壹不幸事件沈重地壓在茅以升心裏。他暗下決心：長大了壹定要造出最結實的橋。從此，茅以升只要看到橋，不管它是石橋還是木橋，他總是從橋面到橋柱看個夠。茅以升上學讀書後，從書本上看到有關橋的文章、段落，就把它抄在本子上，遇到有關橋的圖畫就剪貼起來，時間長了，足足積攢了厚厚的幾大本子。
茅以升中學畢業後，先考入唐山工業專門學校土木系。1916年畢業後，由唐山路礦以第壹名的成績，被清華學堂官費保送留美，成為研究生，9月起程到美國康奈爾大學報到。誰知該校註冊處主任傲慢地說：“中國唐山這個學校從來沒有聽說過，必須經過考試，合格後才能註冊”。經過考試後，茅以升的成績極佳，便給他註冊為橋梁專業研究生。從此以後，唐山路礦學堂畢業生保送到美國康奈爾大學讀研究生的，特許不再經過考試這壹關了。茅以升於1917年獲康奈爾大學研究院專業碩士學位，1919年獲美國加利基理工學院工學博士學位。博士論文題為《橋梁力學第二應力》，這篇論文，在當時具有世界水平，因而榮獲加利基理工學院頒發的金質研究獎章。1919年12月，24歲的茅以升毅然回國，在交通大學唐山學校任教授。茅以升說：“回顧我的讀書生活，這14年的努力，好比造橋，為我壹生事業建造了堅實的橋墩。”茅以升學成回國後，先後任唐山工業專門學校教授，南京東南大學工科教授兼主任，河海工科大學(現河海大學)校長，天津北洋工學院院長兼教授，江蘇省水利局局長，交通部中國橋梁公司總經理兼總工程師，北方交通大學校長，河北理工大學名譽校長等職。
1933年至1937年，茅以升任錢塘江大橋工程處處長，主持修建我國第壹座公路鐵路兼用的現代化大橋———“錢塘江大橋”。他采用“射水法”、“沈箱法”、“浮遠法”等，解決了建橋中的壹個個技術難題。從此，茅以升的足跡遍布大江南北，他的名字和新建的大橋壹起留在祖國各地。經過5年的努力，茅以升終於將現代化的錢塘江大橋建成。
9月26日，是錢塘江大橋建成通車65周年紀念日。65年前的今天，以茅以升先生為首的我國現代橋梁工程先驅在錢塘江上建成了中國人自己設計和施工的第壹座現代鋼鐵大橋，在中國橋梁工程史上樹立了壹座不朽的豐碑。
錢塘江大橋開工於1934年。當時，浙贛鐵路正在興建，要與滬杭鐵路銜接，需在錢塘江上架設壹座大橋。錢塘江乃著名險惡之江，水文地質條件極為復雜。其水勢不僅受上遊山洪暴發之影響，還受下遊海潮漲落的制約，若遇臺風襲擊，江面常逞洶湧翻騰之勢。錢塘江底的流沙厚達41米，變遷莫測，素有“錢塘江無底”之說。因此，民間有“錢塘江上架橋——辦不到”的諺語，工程技術界也認為在錢塘江上架橋是壹件十分困難的事情。茅以升先生少年立誌於橋梁事業，後又負笈美國，於康奈爾大學和卡利基理工學院專攻橋梁專業並獲博士學位。他看到祖國江河上的鋼鐵大橋均為外國人所建，頗為痛心，決心為中國人爭氣，架設中國人自己的大橋。於是迎難而上，慨然受命，自任橋工處處長，請同學羅英任總工程師，寢饋於斯，誌在必得。
建橋遇到的第壹個困難是打樁。為了使橋基穩固，需要穿越41米厚的泥沙在9個橋墩位置打入1440根木樁，木樁立於石層之上。沙層又厚又硬，打輕了下不去，打重了斷樁。茅以升從澆花壺水把土沖出小洞中受到啟發，采用抽江水在厚硬泥沙上沖出深洞再打樁的“射水法”，使原來壹晝夜只打1根樁，提高到可以打30根樁，大大加快了工程進度。建橋遇到的第二個困難是水流湍急，難以施工。茅以升發明了“沈箱法”，將鋼筋混凝土做成的箱子口朝下沈入水中罩在江底，再用高壓氣擠走箱裏的水，工人在箱裏挖沙作業，使沈箱與木樁逐步結為壹體。沈箱上再築橋墩。放置沈箱很不容易，開始時，壹只沈箱，壹會兒被江水沖向下遊，壹會兒被潮水頂到上遊，上下亂竄。後來把3噸重的鐵錨改為10噸重，沈箱問題才得以解決。第三個困難是架設鋼梁。茅以升采用了巧妙利用自然力的“浮運法”，潮漲時用船將鋼梁運至兩墩之間，潮落時鋼梁便落在兩墩之上，省工省時，進度大大加快。
錢塘江大橋是壹座經受了抗日戰火洗禮的橋。建橋末期，淞滬抗戰正緊，日軍飛機經常來轟炸。有壹次，茅以升正在6號橋墩的沈箱裏和幾個工程師及監工員商量問題，忽然沈箱裏電燈全滅。原來因日軍飛機轟炸，工地關閉了所有的電燈。錢塘江橋冒著敵人的轟炸，終於於1937年9月26日建成通車。
錢塘江大橋建成後，為抗日戰爭做出了傑出貢獻。建橋紀念碑的碑文記錄了這段悲壯的史實：“時值抗日戰爭爆發，在敵機轟炸下晝夜趕工，鐵路公路相繼通車。支援淞滬抗戰、搶運撤退物資車輛無算，候渡百姓，安全過江，數以數十萬計。當施工後期，知戰局不利，因在最難修復之橋墩上預留空孔，連同五孔鋼梁埋放炸藥，直至杭州不守，敵騎將臨，始斷然引爆，時壹九三七年十二月二十三日。當時先生留下‘不復原橋不丈夫’之誓言，自攜圖紙資料，輾轉後方。”為了阻斷敵人，茅以升受命炸斷了親手建造的大橋，這是何等悲壯的義舉。抗戰勝利後，茅以升實踐誓言，又主持修復了大橋。建橋、炸橋、復橋，茅以升先生始終其事，克盡厥責。
錢塘江大橋建成於抗日烽火之中，再生於和平建設之世。她不僅在中華民族抗擊外來侵略者的鬥爭中書寫了可歌可泣的壹頁，而且在國家經濟建設中發揮了重要作用。她使滬杭與浙贛兩條鐵路相連接，使錢塘江兩岸由天塹變通途。通車65年以來，她為我國交通事業的發展和當地經濟的繁榮建立了不朽的功勛。
錢塘江大橋既是我國橋梁建築史上的壹座裏程碑，又是我國橋梁工程師的搖籃。茅以升先生把工地辦成學校，吸收大批土木工程專業的學生參加工程實踐，為國家培養了壹批橋梁工程人才。我國壹些重要橋梁工程，如武漢長江大橋、南京長江大橋的壹些負責人都曾經歷過錢塘江大橋建設的洗禮。
錢塘江大橋向全世界展示了中國科技工作者的聰明才智，展示了中華民族有自立於世界民族之林的能力。以茅以升先生為首的我國橋梁工程界的先驅在錢塘江大橋建設中所顯示出的偉大的愛國主義精神，敢為人先的科技創新精神，排除壹切艱難險阻、勇往直前的奮鬥精神，永遠是鼓舞我們為祖國的繁榮富強不懈奮鬥的寶貴精神財富。
1955年至1957年，茅以升任武漢長江大橋技術顧問委員會主任委員，他又接受修建我國第壹座跨越長江的大橋———武漢長江大橋的任務。1955年9月，大橋正式開工，到1957年9月25日建成，比原計劃提前壹年零三個月。1957年10月15日，武漢長江大橋舉行落成典禮。武漢長江大橋是鐵路公路兩用的雙層鋼桁梁橋。上層為公路橋，寬22.5米，其中車行道寬18米；下層為鐵路橋，寬18米。正橋長1155.5米，連同兩端公路引橋，總長1670.4米。大橋將京漢鐵路和粵漢鐵路銜接起來，成為我國貫穿南北的交通大動脈，並把武漢三鎮聯成壹體，確保了我國南北地區鐵路和公路網聯成壹體。
1958年在北京修建人民大會堂時，周恩來總理在審查工程設計時指出：“要有茅以升的簽名來保證。”黨和國家領導人對茅以升非常信任，茅以升也對黨的工作極端負責，他對人民大會堂的結構設計作了全面審查核算，最後簽了名。
茅以升壹生學橋、造橋、寫橋。他在中外報刊發表文章200余篇。主持編寫了《中國古橋技術史》及《中國橋梁———古代至今代》（有日、英、法、德、西班牙五種文本）。著有《錢塘江橋》、《武漢長江大橋》、《茅以升科普創作選集》（壹、二）、《茅以升文集》等。
他自1954年起當選為壹至五屆全國政協委員、全國人民代表大會代表、人大常委會委員。1987年10月，光榮地加入中國***產黨。他為我國和世界橋梁建築事業做出了卓越的貢獻。1989年11月12日病逝。