邓世昌是清代番禺县茭塘司龙导尾乡（今广州市海珠区）人，清道光二十九年（1849）出生于茶商家庭。据邓家后人回忆，邓家祖辈经营茶叶生意，由东莞迁居广州，开设祥发茶行。茶叶是广州出口贸易的主要商品，茶行生意在邓世昌父亲邓焕芬主持时已相当红火，在香港、上海、汉口、秦皇岛等商埠开设有6个分行。

邓世昌童年时候，一边在私塾读书，一边帮父亲做生意。此时正是第二次鸦片战争时期，英法联军攻陷广州，利用傀儡政权统治广州长达三年。邓世昌曾随父到上海押运茶叶，目睹外国军舰在黄浦江上扬威耀武，撞翻了中国渔船，中国渔民在水中挣扎，外国水兵竟然哈哈大笑扬长而去，他深感国家只有强大的海军才不会被人欺凌。为此，尽管他的两个哥哥和弟弟都继承父业走上经商之路，他却不走科举和经商之路，而是留心经世之学，专心向接触到的外国人学习数学和英文，选择在中国刚刚萌芽的海军作为终身事业。当时接办福建船政局的沈葆桢为了培养海军人才，开办了福州船政学堂，这是我国第一所海军学校。同治六年（1867）船政学堂到广东招收十名通晓英文的学生，邓世昌报名被选中了。他学习刻苦，各门功课成绩优异，精于测量，又擅长书法，深得沈葆桢器重。

邓世昌是福州船政学堂第一届毕业生，毕业后分派到运输舰"琛航"号当管带，后又调去指挥"振威"兵舰，专门捕捉海盗。几年时间，已经开始显露出他的指挥才干。那时，中国海军有南、北洋两大水师，沈葆桢以两江总督兼南洋通商大臣的身份主办南洋水师。光绪五年（1879）沈葆桢去世，主办北洋水师的北洋通商大臣李鸿章，慕名特地将邓世昌调到他手下，担任刚从英国买回来的炮舰"飞霆"号的管带。不久，调任新从英国买回来的"镇南"号炮舰管带。在一次军舰巡航中"镇南"舰触礁，邓世昌沉着指挥舰只脱险，却受到一些忌才者的中伤而被撤职。但他的才干为北洋水师记名提督丁汝昌所赏识，翌年带同他前往英国接收新购的"扬威"、"超勇"两艘快舰。

光绪八年（1882）冬，清政府调广东水师援朝抗日，丁汝昌奉命率舰护航，邓世昌管驾的"扬威"号鼓轮疾驶，径赴仁川港，比日本兵船先到一日，日本兵船因不得入港而罢兵。事件平息，清廷赐邓世昌"勃勇巴图鲁"称号，任"扬威"号管带。光绪十三年（1887）邓世昌奉命前往英、德接收订购的巡洋舰"致远"、"靖远"和装甲舰"经远"、"来远"号，得以认真考察、学习船舰、军港、炮术等西方先进的海军技术。由于北洋封冻，四艘军舰先开至厦门进行操练、，翌年开春，始驶到天津大沽港。这四艘军舰是当时中国最先进的军舰，以之为主力，编成了北洋舰队。

七月，台湾吕家望等起义，清军剿办半年未平，邓世昌随丁汝昌运兵前往助剿，水陆并进，不十日平之，由是邓世昌以总兵记名简放，加提督衔。八月，《北洋海军章程》制成，北洋海军正式成军，丁汝昌任海军提督，邓世昌授中军中营副将兼"致远"号管带。他不但刻苦钻研技术，而且关心爱护士兵，受到水兵的敬重。光绪十七年（1891），李鸿章到威海卫检阅海军，见邓世昌训练海军有功，奏准赏换"噶尔萨巴图鲁"称号。

邓世昌一心报效祖国，以身作则带兵。当时的北洋海军"总兵以下多陆居，军士也去船以嬉"，每年冬季南巡至上海、香港等地，各级官长无不上岸放纵享乐。邓世昌仍坚守舰上与士兵同甘共苦。那时日本、法国一直在向中国挑衅，邓世昌毫不懈怠，甚至祖父、父亲去世也没有请假回家守孝。他在军中经常勉励军士为保卫祖国英勇杀敌不怕牺牲，言及忠烈之事，慷慨激昂，说："人谁不死，但愿死得其所！"令人涕泪皆下。

光绪十九年（1894）春，朝鲜爆发农民起义，清政府应朝鲜国王的要求派兵入朝镇压，日本借口"保护侨民" 出兵占领了汉城，并向驻朝清军发起袭击，中日甲午战争爆发。九月十二日，北洋海军提督丁汝昌率领舰队为五艘运载往平壤援兵的轮船护航，于十六日到达鸭绿江边的大东沟，完成任务后返航旅顺，途中发现西南方远处海面上出现有悬挂美国国旗的舰队直驶而来。临近正午，这支舰队渐渐驶近，忽然都降下美国国旗，升起日本国旗，向北洋海军发起进攻。此时作战双方军力各有所长。北洋舰队实际投入战斗的兵舰共十艘，另有鱼雷艇四艘，其中主力舰吨位较大，但舰队总吨位较少，舰艇较旧，航速较慢。敌舰有十二艘，主力舰吨位小，但舰队总吨位多，式样新，航速快。最为致命的是北洋舰队作战准备不足，当他们从刘公岛出发时，李鸿章命令只许运兵，不准和日本舰队交火，因此不补足弹药。然而，面对来势汹汹之大敌，不容示怯，丁汝昌立即命令各舰开火应战。日本军舰以吉野舰居先排成鱼贯纵阵直冲而来，北洋舰队以"定远"、"镇远"两主力舰居中排成犄角雁形阵迎战上去。战斗十分激烈。邓世昌指挥"致远"舰冒着敌方密集的炮火，冲锋在前，开炮击中多艘敌舰，日舰"比睿"、"赤城"、"西京丸"相继中弹起火。北洋海军旗舰为排炮击中，丁汝昌身受重伤。舰队失去指挥，"吉野"舰为首的四艘精锐敌舰进逼"定远"旗舰。情况十分危急，邓世昌为保护旗舰，指挥"致远"舰开足马力冲到"定远"舰之前迎战，旋即陷入敌舰的包围之中，以一对四开始了一场海面近战。面对优势之敌，邓世昌沉着指挥，终因敌人舰多炮密，经过一个小时的激烈炮战，"致远"舰中弹多处，右舷水线下被重炮击伤，舰身倾斜，势将沉没，但官兵们仍然没有停止射击。邓世昌激励全体官兵说："吾辈从军卫国早置生死于度外，今日之事，有死而已！"舰只沉没在即，炮弹也快用尽，邓世昌决定以冲撞日舰作拼死之战。此时"吉野"舰已迫近"致远"舰，邓世昌对身边的大副陈金揆说："日本舰队就靠着'吉野'号逞凶，如果把它撞沉了，我们的舰队就可以重新集结起来进行战斗。我们与它同归于尽吧！"于是，他下令开足马力以最高速向'吉野'冲去。拖着长长黑烟的"致远"舰向"吉野"舰边冲上去边开炮，"吉野"舰被吓坏了，赶紧掉头，开足马力逃跑，一边向"致远"舰发射鱼雷。眼看就要被"致远"舰追上，"吉野"号指挥官手足无措，士兵纷纷跳水逃命。正在此时，"致远"舰撞上了一枚鱼雷，锅炉爆炸，舰上燃起熊熊大火。军舰向左倾覆，很快沉没，全舰官兵都掉落海中。邓世昌坠海之后，高呼："为杀敌而死，不要偷生，不做俘虏！"随从刘忠递给他救生圈，他坚决推开，说："阖船俱没，义不独生！"这时一艘清军鱼雷艇驶过来营救落水官兵，发现邓世昌，就伸过长杆高呼"邓大人快抓住杆子！"邓世昌被捞出水面，发现"致远"号已沉没，大多数水兵仍在水中挣扎，决心实现自已与军舰共存亡的诺言，又跳入水中。邓世昌养的爱犬凫到主人身边，叼住他的发辫救主。邓世昌知道这条义犬是死也不会离开自已的，毅然按住义犬的头与之一起沉入大海。牺牲时只有46岁。全舰官兵250人，除27人遇救外，余皆壮烈殉国。黄海激战五六个小时，日舰在受到重创之后在暮色中先后退走。

邓世昌忠贞尽职、慷慨成仁的爱国壮举震惊中外，为时人称颂，也为后人所铭记。郑观应《大东沟战争感作》有句：

            东沟海战天如墨，炮震烟迷船掀侧。

            致远鼓楫冲重围，万火丛中呼杀贼。

            勇哉壮节首捐躯，无愧同胞夸胆识。

今广州天河区有邓世昌衣冠冢。此冢原在天平架石鼓岭，年久失修，1984年修复，并有邓世昌部分遗物再葬。1994年迁葬于今址，即东郊公园（今天河公园）气鲵岗上。邓世昌故居及邓氏宗祠在宝岗路二龙街龙诞里。两处建筑是相邻的青砖大屋。邓家大屋三进，邓世昌在这里出生并度过了童年。邓世昌在水师任职期间曾三次回乡探望父母，光绪十四年（1888）还对邓宅及邓氏宗祠进行维修。如今在邓氏宗祠东院内有一株频婆树，据传是邓世昌小时手植。邓氏宗祠后院有一棵紫荆树和一棵凤眼果树，据传为邓世昌赴威海前所手植。邓世昌殉国之后，朝廷追赠其太子少保，照提督例从优议恤，派出钦差大臣荣禄携10两银子及"教子有方"金匾到广州抚恤邓家。邓家用抚恤金中的4万两银扩建了邓氏宗祠。扩建后的邓氏宗祠正祠三路二进，占地约2000平方米，连同前、东、后院共约占地4700平方米。正门楹联为"云台功首，甲午留名"。祠内挂有海军名宿陈绍宽题写挽百姓送给邓世昌的"保国为民"匾等。邓宅和邓氏宗祠的财产和历史文物在土改和"文革" 中先后被变卖和抄家，几乎荡然无存，邓宅遭占用改造仅存70多平方米的建筑，宗祠成为广州市结核病防治所第二分所。1985年，海珠区政府在邓氏宗祠中树立邓世昌塑像，1994年迁走市结核病防治所分所，重新维修宗祠，辟为邓世昌纪念馆。