彭一刚1932年9月出生于安徽省合肥市，1953年毕业于天津大学土木建筑系建筑学专业，后留校任教。1983年晋升教授，1986年任博士生导师。1987年11月加入中国民主同盟。1995年当选为中国科学院院士。
彭一刚一生致力于建筑美学及建筑创作理论研究与实践，在古典美学构图原理、现代建筑空间组合规律以及当代西方建筑审美变异等领域，都作了非常系统的研究工作。他是杰出的建筑理论家，曾出版学术专著10余部，发表学术论文60余篇，多部著作荣获国家级图书大奖，其中《建筑空间组合论》《中国古典园林分析》等著作在国内外建筑界产生广泛影响；他还是杰出的建筑设计师，主持设计山东省威海市刘公岛甲午海战纪念馆、天津大学建筑馆、王学仲艺术研究所、天津水上公园熊猫馆、山东省平度市公园等建筑作品，为天津大学北洋园校区规划设计作出了重要贡献，多项作品获国家及省部级奖励，2000年荣获全国工程勘察设计大师称号，2002年获得梁思成建筑奖。彭一刚为中国建筑学科的建设发展作出了重要贡献，曾受聘为国务院学位委员会第三、第四届学科评议组成员，人事部博士后专家组成员。
彭一刚是中国杰出的建筑教育家，长期在教学一线教书育人，先后培养博士、硕士60余名，为中国建筑领域输送大批优秀人才，2006年获中国建筑教育奖。
中国科学院院士、建筑学家、建筑教育家、中国民主同盟盟员、天津大学建筑学院教授彭一刚因病医治无效，于2022年10月23日在天津逝世，享年90岁。