1968年3月，出生于浙江余姚，籍贯浙江宁海。

1989年，毕业于浙江大学。

1994年，在中国科学院上海套用物理研究所获博士学位。

2015年，当选为美国物理学会会士。

2017年，当选为中国科学院院士。

马余刚，1968年出生于余姚市鹿亭乡晓云村一个普通乡村教师家庭；他毕业于余姚市第八中学，1989年从杭州大学物理系毕业后被免试推荐进入中国科学院近代物理研究所攻读硕士学位；1994年获上海原子核研究所理学博士学位，同年，年仅26岁的马余刚被破格升为中科院原子核研究所研究员、博导，成为当时国内最年轻的教授级科学家。

主要从事重离子核物理实验与唯象研究。领导RHIC-STAR中国组研製完成了基于MRPC型的大型飞行时间谱仪，极大提升了STAR探测器的粒子鉴别能力；与合作者发现了首个反物质超核-反超氚核，发现了迄今最重的反物质原子核-反氦4，首次实现了对反物质相互作用的测量，以上成果两次入选“中国科学十大进展”；提出了原子核Zipf定律，测量了氩核的量热曲线并系统给出了氩核液气临界现象的实验证据；测量获得了22Mg的高激发态双质子发射的实验证据，提出了利用输运模型研究核反应总截面的新方法，提出了轻核α团簇结构的新探针等。

领导的小组还加入美国布鲁克海文国家实验室（BNL）的相对论重离子对撞机(RHIC)的大型国际合作组STAR ，正在进行寻找夸克——胶子电浆（QGP）这种新的物质状态和进行相对论重离子碰撞的物理研究。研究方向：中高能及极端相对论的重离子碰撞反应的实验和理论研究，主要研究核物质的液气相变和夸克－胶子电浆相变；放射性核束物理的实验与理论，主要研究奇异核结构和性质特点及用奇异核进行的核反应研究；基于上海同步辐射光源的γ束的产生（SLEGS）及其在多学科研究领域和套用的探索性研究；有关物理学与複杂性的交叉学科。

在中能重离子碰撞动力学、核反应的集体流、多重碎裂、液气相变、放射性核束物理及在核输运理论的创造性套用等核物理的前沿领域取得了重要的成果。如首次提出了核的Zipf定律和多重性信息熵，论文发表在国际公认的物理学着名刊物《物理评论快报》上；

首次提出了用核的输运理论研究核反应总截面的新方法；

关于氩核的量热曲线的测量的论文被国际同行的SCI论文引用近百次。

由马余刚牵头完成的“重离子碰撞中的反物质探测和夸克物质的强子谱学与集体性质研究”荣获2016年国家自然科学奖二等奖，他的研究成果对寻找和理解这种新的夸克物质，并探索正反物质不对称性的深刻机理这一“难题”大大前进了一步。

1994年，获上海市“十大杰出青年”称号。

1997年，获中国科学院青年科学家奖，1997年度“国家杰出青年科学基金”获得者。

2001年，获年度国家自然科学二等奖。

2015年，获国际华人物理与天文学会亚洲成就奖。

2017年1月，获国家自然科学奖二等奖，第一完成人。

现任中国科学院上海套用物理研究所核物理研究室室主任，《核技术》、《 Nuclear Science and Techniques》主编，併兼《中国物理C》编委。RHIC-STAR理事会理事，美国物理学会会士。中国核物理学会理事，World Consensus Initiative 2004国际顾问委员会委员等。