鍾南山的父母都是廈門人，都畢業於協和醫學院，都有過在美國深造的經歷。父親鍾世藩是著名兒科專家，在病毒研究方面頗有建樹。母親廖月琴是廣東省腫瘤醫院的創始人之一。鍾南山出生在南京，他的名字跟鐘山有關係。1937年，南京淪陷，未滿1周歲的鐘南山跟隨父母西遷貴陽，11歲時又遷到了廣州。
出生在這樣的家庭，鍾南山從小讀書就很好，到了中學，他的成績基本是班上前三名，同時他在體育方面的特長非常突出，短跑項目達到專業運動員的級別，當時曾到國家田徑隊試訓，但綜合測試後未達到要求，不然的話，醫學界可能就少了一個人才。除了短跑，鍾南山還特別喜歡籃球，所以多年之後他娶了一位國家女籃的5號隊員為妻。
年輕時的鐘南山與妻子
1955年，鍾南山考上了北京醫學院，在他的青年時期，讓他出人頭地的一直是體育特長，而不是醫學方面的才能。大二的時候他參加北京市高校運動會，獲得了400米冠軍，1958年，又被抽調到北京市集訓隊備戰第一屆全運會，不過在賽前選拔中，他被淘汰，並未入選1959年全運會代表隊，網上盛傳他參加第一屆全運會並打破400米欄記錄並不準確，那一屆全運會確實有三位北京選手打破400欄全國記錄，並分別獲得前三名，他們是：冠軍梁仕強，亞軍周建立，季軍袁旦，相關記錄中並沒有鍾南山的名字。
第一屆全運會部分成績
不過鍾南山的實力還是相當強的，確實在訓練中跑出過破紀錄的好成績。1961年，25歲的鐘南山參加北京市運動會，還拿到了男子十項全能的亞軍。參加專業體育訓練對鍾南山有幾方面的意義，一是有很好的身體素質應對日後的繁重工作；二是保持樂觀的心態；最重要的是第三點，讓他明白了什麼是力爭上遊。
鍾南山秀身材（此時已經60多歲）
1960年，鍾南山留校當老師，先是當輔導員，然後到放射醫學教研室任教，再後來到過農村，當過工人、校報編輯，因為會吹黑管，還干過一年多的文藝宣傳隊。畢業後整整11年的時間，他都沒當過醫生。因為母親的華僑背景，加上父母都出過國，在特殊時期，鍾南山的日子並不好過，母親甚至自殺了，當時高校也處於癱瘓狀態，鍾南山基本無事可做，而他的愛人從國家隊調回了廣東籃球隊，那段時間他是相當鬱悶的。之後覺得在北京發展無望，他才決定回廣東，好在他愛人進過國家隊，她的身份在當地還挺好用，最終幫他選了一家離家裡最近的醫院。
鍾南山35歲才真正當上醫生，1971年他從北京調回廣州醫學院第一附屬醫院（當時是廣州第四人民醫院），本來他想當胸外科醫生，但是一個老醫生說，鍾南山都35歲了，還搞什麼外科？結果鍾南山被安排到了急診室，從最基礎的崗位做起。期間還鬧出一次誤診的事故，這對他的刺激非常大。那段時間，鍾南山總覺得父親的眼中充滿憂慮。至於父親擔心什麼，他也不敢多問。直到一天，不愛說話的父親突然問了他一句：「南山，你今年幾歲了？」他一時沒明白父親的用意，回答說36歲。「唉，都36了，真可怕……」父親深深地嘆了一口氣。鍾南山瞬間明白了，作為一名醫生，他這36年來可以說是一事無成，這是挺可怕。
之後8個月時間裡，鍾南山每天工作到深夜，寫下4大本醫療工作筆記，體重掉了12公斤，很快勝任了臨床工作。不過干臨床需要多年的經驗積累，像鍾南山這樣的「新人」不可能受到重用。不久之後醫院成立慢性支氣管炎研究小組，鍾南山加入了這個小組。那時沒有哪個人願意搞慢支，治療辦法也不多。不過鍾南山當年做運動員時培養的「力爭上遊」的精神在這裡起了作用，他說，我到任何一個地方都不會消極，我會試圖找到方向，找到自己的希望所在。而實際上，鍾南山一生的成就都是在這個領域取得的。
當時廣醫附一醫院在這方面的研究是個空白，鍾南山他們就從痰樣分析做起，有一次下鄉調研，鍾南山騎著單車，一個同事坐在後面拿著農民的痰——這是做研究的標本。鍾南山跟同事說，你要拿好那個痰，要誓死保衛那個痰。除了研究痰樣，當時還拿小白鼠做試驗，後來換成了一頭很大的豬，他們的實驗室是在天台上臨時搭的，空間很小，於是就把辦公桌都搬到外面，把豬趕進去，早上6點進去，半夜1點出來。除了研究，平時還要接診大量病人，當時醫院一台像樣的呼吸機都沒有，大家輪流用手捏皮球呼吸機的方式救治了不少病人。
經過多年的努力，鍾南山的小組在呼吸疾病的研究方面取得不小的成績，1978年獲得了全國科技大會一等獎，1979年，在慢支防治小組的基礎上，成立了呼吸疾病研究所。也是在這年，鍾南山獲得出國進修的資格。出發那天，正好是他43歲生日，為了節省經費，他是坐火車去的，從蘇聯、波蘭、德國、荷蘭一路到了英國，坐了整整9天。
當時按照英國法律，中國醫生的資格是不被承認的，不能單獨給病人治病，只能以觀察者的身份參與查房和參觀實驗，鍾南山的導師弗蘭里說，你只能在這呆8個月。為了證實導師的一個設想，鍾南山從自己身上抽了600毫升血做了近30次試驗，其中一次還吸入大量一氧化碳，血液中一氧化碳濃度高達22%，相當於一個人連續抽了60根煙。在這種不要命的試驗下，他證實了導師的一個演算公式，還發現了他推導的不完整性。那天導師抱著他說，謝謝你證實了我多年的設想，祝賀你有了新的發現。你想在這兒呆多久都行。
在英國深造了兩年，回來時，導師給中國駐英大使館寫信：我跟許多國家的學者合作過，坦率地說，從未遇到一位學者像鍾醫生這麼勤奮，合作這麼好，這樣卓有成效。
1984年，鍾南山被授予中國首批國家級有突出貢獻專家稱號。這離他真正當上醫生才13年的時間。1987年，鍾南山擔任廣州醫學院第一附屬醫院院長，1996年，當選為中國工程院院士。之後又擔任廣州醫學院院長和黨委書記，廣州呼吸疾病研究所所長。他一邊做研究一邊參與第一線治療，門診發現的疑難病症，他會當作學術挑戰，回到實驗室攻關。
2003年，非典來襲，在疾病最先爆發的廣東，作為廣東省乃至全國呼吸科的代表人物，原本只在行業內享有盛名的鐘南山被推到了台前。他公開質疑國家疾控中心的結論，認為非典病原是一種新型病毒而不是衣原體；他主動請纓「將最危重的病人送到我們這裡來」；他創下最高的非典危重病人搶救成功率；他面對世界各國媒體時直言：疾病根本沒有得到控制，很快，衛生部和北京市政府的主要領導被撤換，我國抗非典戰役打開了新局面。
鍾南山面對媒體敢說敢言
鍾南山在一線治療病人
SARS之後，鍾南山獲獎無數，得到極高的讚譽。《人民日報》對他的評價是：「大無畏的獻身精神、實事求是的科學精神、拯救生命於死神的博愛精神。」但在疫情最嚴重時，他的大膽直言也曾面對巨大壓力，他曾在清明掃墓時，在父親墓前問道，到底要不要說真話。
鍾南山說：「科學只能實事求是，不能明哲保身」。2003年4月，他接受央視《面對面》採訪。王志問他：「你關心政治嗎？」他沒有正面回答：「我只想搞好自己的業務工作，以及做好防治疾病的工作，這本身就是我們最大的政治。一個人在他的崗位上能夠做到最好，這就是他的最大政治。」