GS Trương Nguyện Thành sinh năm 1961 ở Bình Định, là người con thứ hai trong một gia đình có 7 anh em. Năm 1972, cha ông bị liệt nửa người nên ông vào Sài Gòn, đi bán thuốc lá dạo ở chợ Gò Vấp để có tiền chữa bệnh cho cha và lo cho các em. Đến năm 16 tuổi, gia đình ông chuyển về quê ngoại ở Lái Thiêu (Bình Dương) và ông tập làm nông để cáng đáng gia đình.
GS Trương Nguyện Thành thuở nhỏ ở Bình Định.
Năm 1980, ông sang Mỹ sau khi được một cặp vợ chồng nông dân ở đây nhận làm con nuôi. Ông học trung học và sau đó là ĐH North Dakota. GS Trương Nguyện Thành bắt đầu nghiên cứu khoa học từ năm đại học thứ 2. Đến năm 1985, ông tốt nghiệp đại học loại giỏi, lấy bằng hóa học còn có thêm 4 bằng phụ về Lý, Toán, Kế toán và Công nghệ thông tin. Khi ra trường, ông đã có 4 bài báo khoa học.
GS Trương Nguyện Thành học thẳng tiến sĩ và lấy bằng năm 1990, rồi tiếp tục nghiên cứu sau tiến sĩ. Thời gian này ông dành được học bổng của Quỹ khoa học quốc gia cho tiến sĩ trẻ có tiềm năng. Năm 1992, ĐH Utah mời ông về làm Giáo sư chính thức giảng dạy môn hóa lượng tử. Năm 1993, ông đoạt giải là nhà khoa học trẻ tuổi có nhiều triển vọng của Mỹ. Năm 2002, ông được phong Giáo sư Cao cấp (cấp cao nhất trong ba cấp Giáo sư ở Mỹ) khi mới 41 tuổi.
GS Trương Nguyện Thành thời điểm nhận giải nhà khoa học trẻ tuổi có nhiều triển vọng của Mỹ
Năm 2009, GS Trương Nguyện Thành được mời lập đề án thành lập Viện Khoa học và Công nghệ tính toán TP.HCM và sau đó điều hành viện này.
GS Trương Nguyện Thành thời điểm làm tại Viện Khoa học và Công nghệ tính toán TP.HCM
Cuối năm 2016, GS Trương Nguyện Thành về làm Phó Hiệu trưởng điều hành tại Trường ĐH Hoa Sen. Tháng 6.2019, ông làm Phó hiệu trưởng Trường ĐH Văn Lang. Sau đó, ông trở về Mỹ tiếp tục làm tại ĐH Utah một thời gian rồi xin nghỉ hưu.
GS Trương Nguyện Thành quyết định quay trở lại Việt Nam làm việc hoàn toàn từ năm 2022.