1953年毕业于空军军医学校。1958年，他成功地把我国第一台航空医学遥测装置送上蓝天，开创了我国航空生物医学工程研究事业。20世纪70年代，在国际上首创冲击载荷下人体脊柱动态响应模型，解决了零高度弹射救生医学难题；80年代，在国际上率先提出群浮地生物电测量技术概念，研发多种高抗干扰电生理仪器；90年代，他提出“低负荷测量”理念，倡导准自然状态下的生理测量技术，研制出国际领先的自然睡眠检测技术；本世纪初发现“柯氏音延迟现象”，在世界上首创符合柯氏音原理的全信息血压测量技术。曾获国家科技进步一、二等奖各1项。获国家发明三、四等奖各1项，省部级一、二等奖10余项。发明专利30余项。1991年享受政府特殊津贴；1996年获中国人民解放军首届专业技术重大贡献奖；1999年当选中国工程院院士；2002年获何梁何利奖；2004年获香港理工大学杰出学人成就奖。
2009年，俞院士提出“传承中华文化，融合现代科技，量化身心状态，调理整体健康”的新时期科研方向。2011年应用钱学森的系统论提出“人类健康工程”，矢志实践探索健康工程的技术路线,并提出以健康为中心的“健康物联网”。2011年率领科研团队攻关高原航卫保障难题，作为其“人类健康工程”的应用实例，提出“人体自组织系统环境适应理论”，并建立训练方法，取得重大突破，被中组部树为“时代先锋”典型。2012年被评为全军“践行当代革命军人核心价值观新闻人物”奖。