1924年12月生,湖北武汉人,1956年4月加入中国共产党,1950年4月参加工作,1970年6月入伍。美国密执安大学研究生院物理系原子核物理专业研究生毕业,博士,研究员、教授,中国科学院院士,中国工程院院士。
是中国原子弹、氢弹科技攻关组织领导者之一。曾参与了中国原子弹和氢弹的试验和研制,后又相继组织实施了核电站筹建(如秦山核电站)、核燃料的生产以及放射性同位素应用等项目的研究开发计划,并参与了“863计划”的制定与实施。还参与了“中国工程院”的筹建工作。
1985年获国家科技进步奖特等奖。1988年获国家科学技术进步奖特等奖。曾获何梁何利基金1996年度科学与技术成就奖。1999年,中共中央、国务院、中央军委决定,授予他“两弹一星功勋奖章”。
2004年12月,为表彰朱光亚对我国科技事业特别是原子能科技事业发展作出的杰出贡献,国际小行星中心和国际小行星命名委员会批准将我国国家天文台发现的、国际编号为10388号小行星正式命名为“朱光亚星”。