1991年-1994年，在哈佛大学的生物化学和分子生物学系从事博士后研究工作。
1994年-2004年，任教于圣路易斯华盛顿大学解剖和神经生物学系。
1999年，协助推动建立中国科学院神经科学研究所。
2002年-2005年，协助建立中国科学院上海交叉学科研究中心，并担任共同主任。
2007年-2013年，全职回中国，任北京大学生命科学学院院长。
2011年，参与组建清华大学-北京大学生命科学联合中心，并担任创始主任。
2012年，组建北京大学-IDG/麦戈文脑科学研究院，并担任创始所长；成为2012年中国科学年度新闻人物19号候选人。
2018年，组建北京脑科学与类脑研究中心，并担任创始主任；同年，作为共同发起人发起设立了“科学探索奖”。
2020年5月30日，发起成立科学和医学公共传播基石奖；12月18日，当选中国医学科学院学术咨询委员会学部委员。
2023年，创立了首都医学科学创新中心。
2024年1月24日，作为出品人之一的纪录片《杨振宁：百年科学之路》首映。
2010年1月8日，被《中国新闻周刊》评为十年影响力科教领域人物。
2020年12月18日，当选为中国医学科学院学术咨询委员会学部委员。
2023年11月20日，获得香港浸会大学荣誉理学博士学位。
饶毅是忧国忧民的科学大家，光明磊落的正人君子，犀利耿直的现代鲁迅，我行我素的半老顽童，注定将留下重要影响。（施一公评）
饶毅的说就是做。（北京大学原常务副校长韩启德评）
饶毅说得多做得也多。（北京大学邓宏魁教授评）
他是享有国际盛誉的神经生物学家，是北京大学教授；对饱受诟病的中国科研体制，他一直保持冷静关注，也是一个经常提出批评建议的建设者。（《北京晚报》评）
饶毅是最有趣的科学家、坚定的改革者。（《北京大学校报》评）
饶毅教授是中国科学与教育领域的杰出人物，他在过去的20多年里致力于改革和创建中国科学与教育的学术和教育机构。（香港浸会大学评）
中国十大生命科学领军人物 NO.12
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