서울대학교 공과대학 화공과(현재 화학생물공학부)를 졸업하고 LG화학 기획실 및 생산과에서 근무했다. 미국 메릴랜드대학교 대학원에서 공학박사 학위를 받은 뒤 서울대학교 화학생물공학부 교수로 2017년까지 재직했으며, 가천대학교 석좌교수를 역임했다. 현재 서울대학교 명예교수다.

서울대학교 교무부처장, 입학처장, 생명공학공동연구원 원장을 비롯해 한국생물공학회 회장, 한국공학교육학회 회장, KOREA바이오경제포럼 회장 등을 역임했다. 중앙공무원교육원 원장을 지냈으며, 2009년 (사)국경없는과학기술자회를 창립해 초대회장을 맡았다. 지금까지 석사 80명, 박사 40명을 지도했으며 300여 편의 학술논문을 발표했다.

저서로 『21세기 인간과 공학』(공저), 『위대한 생명이 이끄는 세상』, 『이공계 연구실 이야기』, 『생각하는 생물학 강의』, 『Enzyme Engineering』, 『적정기술이 만드는 아름다운 세상』, 『생명과학, 공학을 만나다』, 『바이오산업혁명』, 『기후환경, 바이오를 만나다』 등이 있다. 블로그 ‘유영제교수의 과학하는 마음’을 통해 사회와 소통하고 있다.