Ông là một trong những thầy thuốc chuyên khoa Lao đầu tiên của nước ta, là Hội viên duy nhất ở Đông Dương của Hội nghiên cứu về lao của Pháp từ năm 1936, người sáng lập và là Viện trưởng đầu tiên của Viện chống Lao Trung ương, là Ủy viên Ban Chấp hành Hội liên hiệp chống Lao thế giới, người có công lớn nhất của chuyên khoa Lao - Phổi của nước ta.
Phạm Ngọc Thạch sinh ngày 7.5.1909 tại Quy Nhơn, Bình Định. Cha ông là nhà giáo, mẹ thuộc dòng dõi Hoàng tộc. Mẹ mất sớm khi ông mới tròn hai tuổi. Không lâu sau, cha ông cũng qua đời. Nhờ chị ruột là Phạm Thị Ngọc Diệp nuôi nấng, dạy dỗ, ông được học đến nơi đến chốn.
Vốn thông minh lại chăm học nên học giỏi và thường đứng đầu lớp, năm 1928 ông đỗ tú tài toàn phần và thi vào Đại học Y khoa Hà Nội. Học được 2 năm, nhà trường gửi ông sang Pháp học tiếp chuyên ngành và năm 1934 ông đỗ bác sĩ.
Là bác sĩ chuyên ngành Lao và bệnh phổi, ông được chính quyền Pháp bổ nhiệm làm Giám đốc bệnh viện Lao vùng núi phía Đông nước Pháp, đồng thời là bác sĩ chuyên khoa tại Viện điều dưỡng Haute Ville.
Năm 1936, ông đột ngột từ bỏ cuộc sống giàu sang, một sự nghiệp khoa học sáng lạn và người vợ đẹp quốc tịch Pháp vừa mới kết hôn, từ bỏ thủ đô Paris hoa lệ trở về nước, làm cho rất nhiều người ngạc nhiên, với một lý do duy nhất là mang kiến thức và kinh nghiệm có được để chữa bệnh cho đồng bào mình.
Ông mở phòng mạch tư chuyên trị bệnh Lao - một trong tứ chứng nan y thời đó tại số nhà 202 đường Chasseloup Laubat Sài Gòn (nay là đường Nguyễn Thị Minh Khai). Phòng khám của ông khá đông khách, thu nhập cao và giàu lên nhanh chóng. Bộn tiền, ông mua hàng ngàn mẫu đất ở miền Tây, xây dựng nhiều biệt thự cho thuê ở Đà Lạt. Và người bạn đời - cô y tá Maria Lousie Jeandot, theo tiếng gọi của tình yêu, vượt đại dương về Sài Gòn chung sống cùng ông.
Cũng thời gian này, ông bắt đầu tham gia hoạt động yêu nước do Mặt trận Dân chủ và sau đó là Mặt trận Việt Minh do Đảng Cộng sản Đông Dương phát động. Và ông đã từng được cử làm Tổng Thư ký của Việt Nam Quốc gia độc lập Đảng.
Tháng 3.1945 trước sự phát triển nhanh chóng của phong trào học sinh, sinh viên và trí thức, một nhóm trí thức yêu nước đứng ra thành lập phong trào Thanh niên Tiền phong tại Sài Gòn, sau đó lan rộng ra các tỉnh miền Tây, bác sỹ Phạm Ngọc Thạch - người vừa được kết nạp vào Đảng Cộng sản Đông Dương - được cử giữ chức Bí thư Đảng đoàn kiêm Chủ tịch Hội đồng quản trị phong trào.
Là thủ lĩnh phong trào Thanh niên Tiền phong, Phạm Ngọc Thạch đã cùng các đồng chí của mình như: Thái Văn Lung, Ngô Tấn Nhơn, Nguyễn Văn Thủ, Trần Bửu Kiếm, Lưu Hữu Phước, Mai Văn Bộ, Huỳnh Văn Tiểng… hưởng ứng lời kêu gọi của Ủy ban Dân tộc giải phóng do lãnh tụ Hồ Chí Minh làm Chủ tịch, Thanh niên Tiền phong đã tích cực tham gia cướp chính quyền tại Sài Gòn.
Ngày 2.9.1945, Phạm Ngọc Thạch - Ủy viên lâm thời hành chính, Thủ lĩnh Thanh niên Tiền phong đã tuyên bố trước cuộc mít tinh của hàng triệu đồng bào mừng nhà nước độc lập: Khởi nghĩa giành chính quyền đã thành công.
Cách mạng tháng Tám thành công, ông trở thành Bộ trưởng Y tế đầu tiên của Chính phủ Cách mạng lâm thời nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa.
Trong 9 năm kháng chiến chống thực dân Pháp, theo sự phân công của Chính phủ, ông trở về Nam Bộ hoạt động và kinh qua các trọng trách: Phó Chủ tịch Ủy ban Hành chính Nam Bộ, Chủ tịch Ủy ban hành chính kháng chiến đặc khu Sài Gòn - Chợ Lớn, Trưởng đoàn Chính phủ nước Việt Nam Dân chủ Cộng hòa tại Nam Bộ.
Cuối năm 1953, nhận được Chỉ thị của Chủ tịch Hồ Chí Minh, ông ra chiến khu Việt Bắc nhận nhiệm vụ mới: Trưởng ban Y tế của Đảng Lao động Việt Nam, rồi Thứ trưởng Bộ Y tế (1954 - 1958). Ngày 22.11.1958, Bộ trưởng Hoàng Tích Trí qua đời do lâm bệnh nặng. Ông được giao trọng trách Bộ trưởng.
Được “thăng chức” nhưng vẫn làm việc ở phòng cũ. Còn phòng của cố Bộ trưởng, ông yêu cầu hằng ngày vẫn mở cửa như thể cố Bộ trưởng vẫn có mặt. Ông chỉ “mượn” khi cần tiếp khách quốc tế.
Ông vừa là Bộ trưởng, vừa kiêm Giám đốc Viện chống lao Trung ương và Giám đốc Bệnh viện 303 - bệnh viện chuyên chữa trị, phục hồi sức khỏe cho cán bộ miền Nam tập kết ra Bắc.
Lúc ấy, sau 9 năm chiến tranh, bệnh lao chiếm tới 4% dân số; bệnh sốt rét lan tràn, riêng miền núi sốt rét chiếm từ 80 đến 90% dân số; bệnh mắt hột làm cho trên một triệu người mù, lòa… Với cương vị Bộ trưởng, ông tổ chức hoạt động của ngành y tế cho phù hợp với hoàn cảnh đó. Và sau này khi đế quốc Mỹ đưa chiến tranh phá hoại ra miền Bắc, ông lại chuyển hướng hoạt động của ngành y tế đáp ứng yêu cầu của chiến tranh.
Chỉ trong vòng 3 năm (1958 - 1961), nhân dân ta đã chiến thắng được hai dịch bệnh lớn đã tồn tại bao đời ở nước ta. Đó là bệnh đậu mùa và dịch tả. Và chưa đầy mười năm (1956 - 1965) mọi dịch bệnh lớn ở miền Bắc bị đẩy lùi: sởi, ho gà, bạch hầu, uốn ván… giảm hẳn; bệnh đau mắt hột được thanh toán, bại liệt được giảm thiểu; người bệnh phong, bệnh lao được tập trung vào các nhà điều dưỡng…
Năm 1968, hệ thống y tế ở miền Bắc cơ bản đã vững chắc, đáp ứng được yêu cầu của một đất nước thời chiến tranh, ông tha thiết xin Bác Hồ và Trung ương cho vào miền Nam xây dựng và phát triển ngành.
Ông là vị Bộ trưởng đầu tiên và duy nhất đi Nam và đã hy sinh anh dũng trong khi làm nhiệm vụ. Sự ra đi của giáo sư, tiến sĩ - Anh hùng Lao động Phạm Ngọc Thạch là một tổn thất rất lớn của Đảng, Nhà nước và nhân dân ta, đặc biệt là nền y học Việt Nam.
Đánh giá về cuộc đời và sự nghiệp của ông, Thủ tướng Phạm Văn Đồng nêu rõ: Đứng trước rất nhiều vấn đề khó khăn và phức tạp của việc bảo vệ sức khỏe nhân dân và bộ đội, đồng chí Phạm Ngọc Thạch đã cố gắng giải quyết những vấn đề đó một cách cơ bản, có hiệu quả và kịp thời với khả năng và phương tiện hiện có của chúng ta. Đồng chí Phạm Ngọc Thạch đã nhìn thấy tất cả những bệnh tật hiểm nghèo, cần thanh toán nhanh chóng và tận gốc; đồng chí đã tìm tòi và ra sức phát huy vốn cổ rất cao quý của dân tộc về y và dược, đã cố gắng vận dụng vốn hiểu biết, những thành tựu mới nhất của y học thế giới, của y học các nước xã hội chủ nghĩa cũng như y học của các nước khác. Cùng tập thể lãnh đạo bộ và đông đảo cán bộ, công nhân viên trong ngành đã tổ chức tiêm chủng nhằm bài trừ và phòng ngừa các bệnh tật; tổ chức phong trào vệ sinh yêu nước rộng khắp ở miền Bắc, tổ chức mạng lưới y tế từ Trung ương đến hợp tác xã, khu phố, xí nghiệp và mạng lưới cứu thương rất có hiệu quả trong cuộc chiến tranh chống Mỹ; tổ chức cuộc vận động bảo vệ bà mẹ và chăm sóc trẻ em với những thành tích tốt đẹp ngay trong thời chiến; tổ chức đào tạo và không ngừng bồi dưỡng đội ngũ cán bộ y tế đủ sức giải quyết những vấn đề quan trọng nhất và cấp bách nhất của việc bảo vệ sức khỏe nhân dân và lực lượng vũ trang.
Do những đóng góp to lớn trong lĩnh vực y tế, ông là Bộ trưởng duy nhất được phong tặng danh hiệu Anh hùng lao động thời đó.
Phạm Ngọc Thạch là Thầy thuốc của nhân dân, nhà khoa học của nhân dân, vì nhân dân.
Cuộc sống bình dân, nhân hậu, giản dị, cuộc đời cao đẹp và tinh thần xả thân vì nghĩa lớn, vì dân tộc của Giáo sư, Anh hùng Lao động Phạm Ngọc Thạch mãi mãi là tấm gương sáng cho chúng ta - nhất là cán bộ ngành y thế hệ hôm nay và các thế hệ mai sau.
Ông vĩnh viễn ra đi vào ngày 7.11.1968 ở tuổi đang chín - 59 xuân.
