他出生在福建省福清县下和洋村的一个农民家庭，兄弟姐妹众多，在家中排行老四。父亲看中他对学习的热情，就把他送进了学校。他在高中毕业后，父亲不幸去世，家境贫困，没有条件供他深造，只能回家当了一名中学老师。
1940年，他被西南联合大学、云南大学、广西大学、重庆中央大学等多所高校录取，最终选择进入重庆国立中央大学（今华中科技大学）读书。在那里，他师从竺可桢和涂长望，对气象学产生了浓厚的兴趣。
1944年，他毕业于化学系，并于次年的冬季成为中央研究院气象研究所的一名助理员。在赵九章教授的指导下，他开始了他的科学研究生涯。随后的几年里，他发表了一系列重要论文，如《东亚自由大气之运行》，这篇工作开创了中国季风研究的新纪元。
1954年，与徐淑英、许孟英合著出版《海南岛气候》，探讨了海南岛植胶产胶问题，并提出利用不同地区的小气候扬长避短种胶的建议。这本书对理解海南岛的气候情况起到了重要作用。此外，他们还共同编写并出版了关于黄河流域降水的问题，这些工作为解决黄河流域面临的问题提供了解决方案。
1958年，为改变西北干旱的情况，中国科学院组织高山冰雪利用实验研究，高由禧任融冰化雪队队长前往甘肃，并在兰州成立地球物理研究所兰州地球物理研究室，是一位杰出的科学家和教育工作者。他致力于人工融冰化雪、土炮消雹以及干热风方面的研究，以改善乾旱地区环境质量。
1966年文化大革命期间，他受到冲击，但之后恢复工作。在1974年4月，由于需要调整组建兰州高原大气物理研究所并担任所长。1980年代初期，其主要方向转向高原气象学与西北干旃问题。他参与策划并领导多项国家级科研项目取得显著成果，并获得多个奖项包括国家自然科学奖、一等奖、三等奖，以及中国科学院科技进步特等奖、二等奖等。
作为国际地的大气电学委员会委员及云物理委员会委员，加上其对青藏高原敏感区、高原能汇区启动区扰动区观点，对天文氣候形成演变预报有着极大的影响。他培养或合作培养近30名博士硕士生，被誉为“青藏高原的大地测量师”。
2001年3月3日，在兰州病逝留下深刻印记。