石元春1949年考入清华大学农学院， 1956年于北京农业大学土化系研究生毕业并留校任教。历任全国政协委员、中国科协副主席、国务院学位委员会委员、国务院资源环境委员会科学顾问、国家科学技术奖励委员会委员等职。20世纪50年代主要从事黄河中游和新疆综合考察。70至80年代进行黄淮海平原中低产地区旱涝盐碱综合治理和农业发展研究，1978年至1990年担任该项目专家组组长和课题主持人。1978年获全国科技大会奖。1980年获农牧渔业部“农业技术改进”一等奖；1983年获“农业区划”一等奖；1984年获国家经委、国家科委、农业部、林业部颁发的“全国农业科技推广奖”；1985、1986年获四委一部颁发的“六五”国家科技攻关奖励；1987年获国家教委科技进步一等奖；1988年获国务院黄淮海平原农业开发一等奖。
此外。1979年受国务院通令嘉奖，除了全国农业、财贸、教育、卫生科技战线先进集体劳动模范大会；1985年获农牧渔业部颁发的部属重点高等农业院校“优秀教师”证书。1988年得到国务院的表彰；受到当时的国务院总理李鹏邀请到北戴河座谈。1991年当选为中国科学院院士(学部委员)。1994年当选为中国工程院院士。1995年当选为第三世界科学院院士。由于成效卓著，1988年，曲周县农民将刻有“改土治碱 造福曲周”的汉白玉石碑树立在农大校园，以表达对石元春和他带领的科研队伍的感念。该项目曾获1993年度“国家科技进步特等奖”等10多项国家和部委级奖励。1993－1997年，主持国家自然科学基金重大项目——“华北平原节水农业基础研究”。曾获“陈嘉庚农业科学奖”、“王丹萍科学奖”和“何梁何利基金科学与技术进步奖”。出版专著7部，发表文章100余篇。
由于科研和工作上的成就，石元春担任了国内重要社会学术职务。主要有农业部科学技术委员会委员、国家教委科技委员会委员及农业组组长、中国农学会副会长、全国农业区划委员会特约研究员、国家发明奖评审委员、中国农业科学院第二届学术委员会委员等。1984年任北京农大研究生院副院长，1985年任北京农大副校长兼研究生院院长，1987-1995年任北京农大校长。后来还任国家能源办公室专家组成员，并多次受邀为国家领导人当面提供科技咨询和授课。
研究生毕业后留校，并参加中国科学院新疆综合考察队四年。50年代末到文革在校讲授土壤学和从事北郊区土壤普查和盐渍土动态研究。1973年开始，持续在黄淮海平原从事中低产地区旱涝盐碱综合治理和农业发展的国家科技攻关课题研究达20年之久。1978—1990年先后是该项目的专家组组长和课题主持人。1992—1996年，主持和完成了国家自然科学基金的重大项目“节水农业的基础性研究”。
他长期从事土壤地理和盐渍土发生与改良方面的工作。在土壤形成的地学条件、干旱、半干旱和半湿润地区易溶盐积聚规律和古地球化学过程、我国黄土高原更新世古土壤及其分类、地理和时空上的发展演替系列等方面，均取得了重要成果。他在黄淮海平原研究中的重要学术成就是提出了“半湿润季风气候区水盐运动理论”，揭示了黄淮海平原旱涝盐碱共存和交相为害的十分复杂的自然现象；提出了旱涝碱必须实行综合治理的实质是对区域水盐运动的科学调节和管理，以及调节管理的枢纽和杠杆是浅层地下水的采补等一系列观点，在黄淮海平原旱涝盐碱治理实践上有重要指导意义和发挥了重要作用。80年代以来，他应用系统科学、遥感和地理信息系统技术，提出了对区域不盐调节和旱涝盐碱综合治理有重要实用意义的“PWS区域水盐运动监测预报体系”。
他著有“黄淮海平原的水盐运动和旱涝盐碱的综合治理”、“盐渍土的水盐运动”、“区域水盐运动监测预报”、“节水农业应用基础研究进展”等学术著作7部，发表论文80余篇。曾获国家和部委奖十余项，主持的黄淮海平原综合治理项目，1993年获国家科技进步特等奖。个人曾获陈嘉庚农业科学奖和王丹萍科学奖。曾获全国教育系统劳动模范称号和“五一”劳动奖章。第八和第九届全国政协委员。
近年来，他先后担任国家“十五”“863计划”和国家基础科学“973计划”专家组农业科技首席科学家、国家中长期(2006－2020)科技发展规划战略研究农业科技组组长，围绕国家农业发展的重大科技问题开展宏观研究，发表了许多重要文章。目前，已完成国家中长期科技发展规划农业科技报告，正在积极推进他提出的重大专项——农林生物质工程研究。