장기려는 1911년 평안북도 용천에서 태어나고, 송도고보와 경성의전을 졸업하였다. 외과의사 백인제 박사의 제자로서 수련하였는데, 당시 병원에 입원 중이던 춘원 이광수가 장기려 박사를 소설 "사랑" 의 주인공 "안빈" 의 모델로 삼았다고 한다.
1940년 나고야제국대학교에서 의학박사학위를 받았고, 평양의과대학, 김일성종합대학 교수를 지냈다. 1950년 12월 처자를 두고 차남 가용과 함께 월남하여 1951년 부산에서 천막을 치고 무료진료소 "복음병원"을 세워 의료봉사로 사회에 이바지하였다.
장기려는 1968년 한국 최초의 의료보험조합인 부산 청십자의료협동조합을 설립하였고, 1975년 청십자의료원을 설립해 직접 환자들을 진료했으며, 장미회(간질환자 치료모임)을 창설, 부산 생명의 전화 설립, 장애자재활협회 부산지부 창립에도 앞장섰다. 독실한 기독교 신앙인인 장기려는 일찍부터 김교신, 함석헌 등과 친교하였으며, 자신의 병원장실과 관사 등에서 무교회 부산모임 집회를 주관하였다.
장기려는 1976년 국민훈장동백장을, 1979년 막사이사이상(사회봉사부문)을 받았으며, 1995년 인도주의 실천의사상을 받았다. 노년에 병고에 시달리면서도 마지막까지 가난하고 소외된 사람들에게 박애와 봉사정신으로 인술을 펼쳐 한국의 성자로 칭송 받고 있다.
장기려는 1995년 12월 25일 성탄절에 별세하였고, 묘지는 경기도 마석의 모란공원 내에 있다. 1996년에 국민훈장 무궁화장이 추서되었으며, 2006년에는 "과학기술인 명예의 전당" 에 헌액되었다