1928年7月31日，戴元本出生于江苏省南京市，原籍湖南省常德市，童年生活主要是在南京度过的。

1937年，抗日战争爆发以后，随家迁徙，先后到过长沙、贵阳、昆明、路南。

1941年春季，迁到重庆郊区北碚附近生活。

1944年，戴元本进入重庆的国立二中读高一。

1946年，戴元本随家人回到南京，就读于中央大学附中。

1947年7月，戴元本被中央大学附属中学保送至中央大学，并选择了物理系。

1948年，由于当时南京局势恶化，戴元本跟随父亲前往上海，学业再次中断。一年之后，戴元本回到校园，此时的中央大学已更名为南京大学。

1952年8月，戴元本从南京大学毕业，被分配至南京工学院工作，先后担任助教、讲师（至1958年4月）。

1957年，恢复研究生招考的第二年，戴元本同时被中国科学院的张宗燧先生和吉林大学的吴式枢先生录取，最终他选择到北京跟随张宗燧先生在中国科学院数学所学习深造。

1958年4月，到中国科学院数学所理论物理研究室学习和工作。

1961年，从中国科学院数学研究所研究生毕业后留所工作，先后担任助理研究员（1962年至1963年）、副研究员（1963年至1978年3月）、研究员（1978年3月至1978年10月）。

1965年至1966年参与“层子模型”研究，获1982年国家自然科学奖二等奖。

1970年夏，戴元本受邀加入中国科学院革命委员会领导的相对论批判组。

1978年，担任中国科学院理论物理研究所研究员。戴元本前往日本东京参加第十九届国际高能物理大会，这是他第一次出国参加学术会议。

1980年春天，经由李政道协调联络，戴元本一行五人赴美进行学术访问，参观了美国的理论物理研究所，比如位于圣芭芭拉的理论物理研究所、加州大学伯克利分校、德克萨斯大学奥斯汀分校以及普林斯顿大学高等物理研究所等。同年11月，戴元本再次赴美，但此次他只身一人，前往德克萨斯大学奥斯汀分校做访问学者，为期半年。在那里，他一边学习研究，一边为奥斯汀分校的学生开设了一个学期的量子场论课程。

1980年11月，当选为中国科学院学部委员（院士）。

戴元本主要从事量子场论和粒子物理理论方面的研究，并在奇异位势和非定域位势的瑞奇极点理论、层子模型研究、非交换群规範场论中费密子的电磁形状因子的高能渐近行为和重强子物理等方面取得一系列重要成果。主要成果有“奇异位势散射振幅的雷其行为”、“强相互作用粒子的结构模型”、“非Abel规範理论中形状因子高能行为的六阶计算”、《相互作用的规範理论》等。

1987年1月1日，相互作用的规範理论，科学出版社。

戴元本先生是理论物理所建所筹备小组成员。1978年全国科学大会以后，中国科学院开始着手筹建理论物理研究所，戴元本参与研究所机构设定、研究方向确立、科技人才选拔和培养等多方面工作的决策。从1985年开始，理论物理所成为开放所，戴元本连任三届开放所学术委员会主任。很好地贯彻了“开放、流动、联合”的办所方针，与所领导班子一起，充分发挥学术委员会的作用，使理论物理所建设充满了活力。同时，由于戴先生很好地团结了同行，将一年一度的开放所学术委员会会议开成了理论物理界商讨共同问题的重要场所，起到了联合国内理论物理队伍的作用。报告会上，首先宣读了中国科学院学部主席团主席路甬祥同志发来的贺信。接着吴岳良所长介绍了戴元本先生对理论物理所的贡献以及他的学术思想，朱重远研究员介绍了戴元本的学术成就。数学院陆启铿院士介绍了他介绍了他和戴元本一起工作的情景，高能所陈和生所长介绍了戴元本对推动我国高能物理髮展所作出的贡献，高能物理所冼鼎昌院士畅谈了他和戴先生一起同学和一同做研究的故事，赵恩广研究员讲述了戴先生在理论物理所开放所工作的几则故事，清华大学邝宇平院士介绍了戴元本对清华大学粒子物理中心的工作。北京大学高崇寿教授、物理所章综院士、河南师範大学鲁公儒教授、西北大学侯伯宇、南京大学邢定玉院士和陆埮院士、美国Iowa大学杨炳麟教授也分别在大会上讲述了戴先生曾经和他们一起工作的情况，戴元本的研究生、博士后代表也在大会上发了言。

戴元本在报告会的最后作了简短答词，首先生感谢大家参加此次研讨会。他说，他与中国物理学界的同行工作的半个多世纪中，受到了前辈的关心和同行的帮助，得到了大家的支持同时也获得了大家的友谊，对此表示深深地感谢。半个多世纪以来，中国的物理学一直在不断进步，尤其是改革开放以后学术条件和环境有了相当的改善，特别是最近十几年我国政府加大了对基础研究的支持，基础研究队伍壮大了，出现了一批年轻有为的学者，中国物理出现了一个积极参与国际竞争并常常有所建树的局面。戴元本对自己亲身经历了中国物理学的这一进步，感到非常愉快。表示相信，中国物理学水平一定会在不长的时间内达到一个高峰。

1980年11月，当选为中国科学院学部委员（院士）。

戴元本祖父戴德诚曾参与湖南维新运动，管理南学会，担任《湘报》撰述。叔祖父戴展诚是清末进士，参与“公车上书”，留学日本，后担任湖南全省师範学堂（今湖南第一师範学院）的监督。父亲戴修骏留学法国，在法国巴黎大学学习经济、政治、法律，获博士学位，曾在巴黎和会期间阻止北洋政府签字，回国之后任国立中央大学法学院院长、国民政府首届立法委员。

1988年至2003年，当选第七届、第八届、第九届中国人民政治协商会议全国委员会委员。曾任中国高能物理学会理事长。

戴元本一生努力勤奋，从未懈怠，胸怀宽广，风度儒雅，宁静谦和、公平公正。所有认识他的人都认为戴元本为人和蔼热心、生活朴素简洁、工作精益求精、为人光明磊落。

戴元本在Regge极点理论、层子模型、规範场论中形状因子的高能渐近行为、对称性动力学破缺和重夸克物理等方面做了有意义的工作。