GS-VS Nguyễn Văn Hiệu sinh ngày 21.7.1938 tại Cầu Đơ, nay thuộc phường Hà Cầu, quận Hà Đông, Hà Nội. Năm 1956, ông tốt nghiệp cử nhân Vật lý loại xuất sắc, giảng dạy tại trường Đại học Tổng hợp Hà Nội (nay là Đại học Quốc gia Hà Nội). Ở tuổi 22, ông được cử sang làm việc tại Viện Liên hiệp Nghiên cứu Hạt nhân Dubna, Liên Xô (cũ). Đây được xem là một trung tâm nghiên cứu vật lý nổi tiếng thế giới lúc bấy giờ.  

Từ năm 1960 đến năm 1963, ông đã nghiên cứu và công bố 12 công trình nghiên cứu về vật lý neutrino. Năm 1967, ông hoàn thành tập sách gồm 20 công trình nghiên cứu có tựa đề "Thuyết đối xứng đơn của các hạt cơ bản".

GS-VS Nguyễn Văn Hiệu là tác giả của 130 công trình nghiên cứu khoa học, trải rộng trên nhiều lĩnh vực, từ tương tác yếu và đối xứng của các hạt cơ bản, đến lý thuyết giải tích về tương tác mạnh và lý thuyết trường, rồi phương pháp lý thuyết trường lượng tử trong vật lý chất rắn, trong đó có nhiều công trình được công bố trên các tạp chí chuyên ngành quốc tế có uy tín.

GS-VS Nguyễn Văn Hiệu còn là một trong số rất ít các nhà khoa học Việt Nam coi khoa học là sự nghiệp suốt đời. Số công trình khoa học của ông lên tới trên 200 công trình, trải rộng trên nhiều lĩnh vực, từ tương tác yếu và đối xứng của các hạt cơ bản, đến lý thuyết giải tích về tương tác mạnh và lý thuyết trường, rồi phương pháp lý thuyết trường lượng tử trong vật lý chất rắn. Hầu hết số công trình đó đều được công bố trên các tạp chí chuyên ngành quốc tế có uy tín.