淳于意从小就爱好医学，他拜淄川人公孙光为师，向他学习医术。公孙光见他十分好学，见解高明，夸奖他日后能成为国医。公孙光把自己的医术和收藏的药方全部传授给淳于意，又推荐他给临淄名医公乘阳庆做了徒弟。当时，阳庆已经八十多岁了，他家里很富有，虽然医术高明，但很少看病，也不收徒弟。淳于意聪明好学，殷勤懂事，对老师侍奉得很周到，阳庆就把黄帝和扁鹤的脉书以及药剂理论全部教给了淳于意。第一年，他学习了老师传授给他的《脉书》、《上经》、《下经》，对脸色诊病术、听诊术、揆度阴阳术等进行了系统的研究，并在实践中反复琢磨，不断得出自己的见解。到了第二年，淳于意开始试着给人看病，虽然有了效果，但效果还不精到。到了第三年，淳于意开始独立为人治病、判断病人的愈后效果，达到了灵验、精确的程度。他终于学成出徒了。
淳于意医术精湛，决断病人生死多有应验，医治病人能达到起死回生的奇妙效果，人们都说他是神医。一些地方官吏甚至朝廷官员都想把他留在身边专门为官府服务。当时，赵王、胶西王都来请他去。他不肯依附权贵，采取迁移户籍和到全国各地行医的方法来推托。因此，得罪了一些权贵。汉文帝即位十三年，有人向皇帝告了一状，淳于意被判为肉刑，押解到都城长安。淳于意的小女儿缇萦毅然跟随父亲去了长安，面见文帝，替父亲伸冤。汉文帝下诏免除了淳于意的刑罪，还废除了肉刑。缇萦救父的故事，成为历史上的一段佳话。从此淳于意彻底脱离了官场，专事于一心一意为民行医，救死扶伤的崇高职业。
淳于意活了七十多岁，大约于公元前140年离开了人世。他死后，被安葬在了南依群山，东临时水，风景优美的临淄夏庄村西南。