1932年春从上海转学到北平燕京大学附中就读初中二年级。
1932年秋至1936年夏，就读于河北通县潞河中，1936年夏高中毕业。
1937年秋至1941年夏，就读于北平燕京大学物理，1941年夏毕业，获理学学士学位。
1941年秋至1942年夏，在昆明任国立西南联合大学物理系助教。
1942年秋至1944年夏，西南联合大学研究生，导师是吴大，完成《锂原子能态的Hylleraas函数变分计算》、《钠之负离子吸收光谱》、《日冕光谱线的激起》三篇论文，获理学硕士学，其间，与杨振宁、张守廉结成半个多世纪的友谊，被人称做西南联大“三剑客”。
1944年，考取第八届“庚子赔款”留英公费生。
1944年秋至1945年夏，任中央研究院昆明凤凰山天文台助理研究员。
1945年秋，赴英国布列斯托大学物理系攻读博士学位，导师是1977年诺贝尔物理学奖获得者莫特爵士。
1948年初，获得布列斯托大学哲学博士学，攻读博士学位期间，发表《稀固溶体的X射线漫散射》论文，理论上预言了“黄散射”的存在；理论计算了金中溶入银原子的稀固溶体的结合能和残余电阻率，为固体物理中著名的“Friedel振荡”奠定了基础。
1947至1948年，部分时间在英国爱丁堡大学玻恩教授研究组做访问研究。
1948至1951年，任英国利物浦大学理论物理系ICI博士后研究员。
1950至1951年，建立了离子晶体长波光学振动的唯象方程——“黄方程”，提出了“声子极化激元”的概念。
1950年，和里斯（A。Rhys，李爱扶）发表《F中心的光吸收与无辐射跃迁理论》这篇著名论，文中提出了在晶格弛豫基础上的多声子光跃迁与无辐射跃迁理，这个理论后来被称为“黄-里斯理论”，是固体中杂质缺陷上的束缚电子态跃迁理论的奠基石。
1947至1952年，与玻恩教授合著《晶格动力学理论》（Clarendon出版社1954年出版），此书是这一领域的奠基权威著作。
1951年底，从英国路经香港回国。
1952年4月，李爱扶来华，与黄昆结婚。
1951年底至1977年8月，担任北京大学物理系教授，先后主要从事“普通物理”、“固体物理”和“半导体物理”的教学工作。
1953至1960年，任《物理通报》副主编。
1954至1956年，任北京大学物理系固体物理教研室主任。
1955年，当选为中国科学院数理学部学部委员。
1956年，《晶格动力学理论》获得中国科学院自然科学三等奖（即第一届国家自然科学奖）。
1956年，参与制定国家12年科学技术发展规划，参与制定《发展计算技术、半导体技术、无线电电子学、自动学和远距离操纵技术的紧急措施方案》。
1956至1966年，任北京大学物理系半导体物理教研室主任。
1956至1958年，任北京大学、复旦大学、东北人民大学（1958年更名为吉林大学）、南京大学和厦门大学“五校”联合举办的半导体专门化主任。
1958年，与谢希德合作完成专著《半导体物理学》，并由科学出版社出版。
1959年，加入中国共产，作为特邀代表出席全国群英会。
1960至1966年，任北京大学物理系副系主任，主管科学研究工作。
1962年，与谢希德联合提出加强我国固体能谱基础研究的建议。
1963至1966年，落实国家基础研究的重点项目——固体能谱的建设，任北京大学固体能谱研究室主任。
1964年，当选为中华人民共和国第三届全国人民代表大会代表。
1966至1976年，“文化大革命”期间遭受冲，1969年，到北大昌平分校参加劳动，后参加半导体器件生产和教学。
1977至1983年，由邓小平直接提名，担任中国科学院半导体研究所所长，为全国半导体物理研究学术水准的提高和中科院半导体所科研工作的大发展做出决定性的贡献。
1978年，当选为中国人民政治协商会议第五届全国委员会常务委员；以后分别连任第六、七、八届全国政协常委。
1978年10月至12月，任中国科学院代表团副团长，访问英国和瑞典，签订双边学术交流协议。
1979至1981年，重新研究多声子无辐射跃迁理论，澄清了国际上30年来围绕无辐射跃迁理论发展而出现的混乱，为静态耦合计算提供了理论上的依据。
1979年6月14日至8月6日，率中国物理学家代表团第一次访问意大利国际理论物理中心。
1980年，当选为瑞典皇家科学院外籍院士。
1980年代初起，在全国倡导半导体超晶格微结构研究。
1983至2005年，担任中国科学院半导体研究所名誉所长，继续为半导体所科研工作以及全国半导体物理研究工作做出重大贡献。
1984年，“多声子无辐射跃迁的绝热近似和静态耦合理论”获中国科学院科技进步一等奖。
1984年8月3日至17日，赴美国参加第17届国际半导体物理会议、第13届国际半导体中缺陷会议和1984年国际发光会议。
1984年8月18日至12月10日，应美国埃德加·斯诺基金会的邀请，作为该会第一个物理学方面的“埃德加·斯诺访问教授”去美国讲学并访问多所美国大学；被美国圣母大学授予“第二届理论物理弗雷曼奖”；被美国中部州立大学协会授予“卓越外国学者”称号。
1985年7月7日，当选为第三世界科学院院士。
1985年起，亲自从事半导体超晶格物理研究，在半导体超晶格量子阱的电子态、激子态、光学声子模式、拉曼散射等领域有所建树，重新成为国际上领头的固体物理学家。
1985至1988年，被选为国际纯粹和应用物理联合会（IUPAP）半导体委员会委员。
1986年10月，纪念我国半导体专业创办三十周年的学术报告会在北京举行，黄昆的历史性贡献得到高度评价。
1987年3月至1991年3月，任中国物理学会理事长。
1988年，与朱邦芬合作建立关于半导体超晶格中光学声子模式的“黄-朱模型”，推动了相关领域的发展。
1988年3月，开始筹建半导体超晶格微结构国家重点实验，实验室于1990年对外开放；1991和1995年连续两次在国家计委组织的全国国家重点实验室评估中获得A类第一名。
1989年，“超晶格电子态理论”获中国科学院自然科学一等奖。
1989年底，北京大学和中国科学院半导体研究所联合举办“黄昆教授七十寿辰学术报告会”，近两百名专家教授出席，杨振宁专程赴会并做学术报告。
1989年，新加坡世界科学出版社出版名为《晶格动力学与半导体物理——庆祝黄昆七十寿辰》的文集。
1990年，“半导体超晶格和量子阱的光学声子模和弗洛里希作用势”获中国科学院自然科学二等奖。
1992年，担任第21届国际半导体物理会议程序委员会主席。
1993年，“半导体超晶格的电子态与声子模理论”获国家自然科学二等奖。
1995年，荣获何梁何利科学技术成就奖。
1995年，“半导体超晶格量子阱声子拉曼散射微观理论”获中国科学院自然科学二等奖。
1996年，获陈嘉庚数理科学奖。
1996年，《固体物理学》教材获国家科技进步二等奖。
1999年，《黄昆论文选暨评注》作为新加坡世界科学出版社的《世界科学20世纪物理学丛书》之一出版。
2000年7月31日至8月4日，赴香港出席第三届全球华人物理学大会，做回忆吴大猷的报告。
2000年，任第17届国际拉曼光谱学大会国际科学顾问委员会主席。
2000年，被香港科技大学授予名誉博士学位。
2001年，与郑厚植、甘子钊、李志坚、王启明、陈良惠等院士联名向领导部门建议，国家应当组织充分的人力、财力和物力，发展我国的纳米电子科学与技术。
2001年，荣获中华人民共和国最高科学技术，2002年2月1日，国家科学技术奖励大会在人民大会堂隆重举行，江泽民主席亲自为黄昆颁奖。
2003年年初，在中国中央电视台首次举办的“感动中国2002年度人物”评选活动中，被观众和专家选为10位“感动中国2002年度人物”之一。
2005年7月6日16时18分，因病逝世于北京。
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