他出生在福建省福清县下和洋村的一个农民家庭中，排行老四。父亲识别到他的爱好阅读，便将他送进了学校。在高中毕业后，家境不幸失去了父亲，他不得不回家当中学教师。此时，他的梦想被迫搁置。
然而，在1940年，他迎来了转机点。当时，他同时被西南联合大学、云南大学、广西大学和重庆中央大学录取，最终选择了去重庆国立中央大学（后更名为学）读书。他投身化学系的学习，并且在那里遇见了一群志同道合的朋友们。
1944年，他以优异成绩毕业于化学系，但就在这个时候，世界进入了动荡期。第二次世界大战结束后的混乱局面让他的学术道路再次受阻。但是，这个时代也带来了新的机遇。在竺可桢和涂长望的推荐下，他成为中央研究院气象研究所的一名研究助理员。这一岗位成为了他踏入科学殿堂的起点，也标志着他开始了漫长而艰苦的人生旅程。
在赵九章教授的指导下，他开始对天气进行深入研究。在这里，高由禧发表了一篇题为《东亚自由大气之运行》的论文，这份工作奠定了中国季风研究领域的地位，并与竺可桢先生合作开创了一个新的方向。随后，一系列重要发现使得高由禧成为了一个不可忽视的人物——季风领域的大师。
1954年，与徐淑英、许孟英共同编写出版《海南岛气候》，这本书对于植胶产胶问题提供了解决方案，同时详细描述并比较海南岛不同的气候类型。他们提出了利用不同地区的小气候扬长避短种胶的建议，为海南岛经济发展提供了新思路。
1956年，对抗黄河流域水情问题，他们一起整编出版《黄河流域降水》专著以及几本关于黄河流域降水图集和资料集。这段时间里，高由禧展现出了其卓越的地球物理学知识，以及解决实际问题的能力。他还注意到了东亚、南亚作为闻名世界季风区的问题，并从这一角度出发做出了显著贡献。
随着时间推移，高由禧继续深化自己的科研工作，在1962年创建兰州地球物理研究所期间，其影响力达到了顶峰。在此之后，由于政治原因遭受冲击，但是在恢复工作后，再次证明自己是该领域最杰出的科学家之一。他参与策划并组织领导多项重要科研项目取得多项国家或中国科学院奖项，被誉为“中国大地热潮”的领军人物之一。
1980年代初期，当选为中国科学院地学部委员（院士），并加入党籍。在接下来近30年的时间里，高由禧继续致力于青藏高原及西北干旱区域的大气科学研究，并获得多项国家或中国科学院奖励。此外，还担任过国际大气电学委员会委员、大気静电专业组成员等职务，为全球大气科学交流作出了巨大的贡献。
2001年3月3日，在兰州病逝前夕，其遗作仍然激励着未来的探索者们，不断追求自然界奥秘之谜。而他的名字永远铭刻在那些追寻真理者的心中，是对未来科技进步的一盏明灯。
