殷宏章原籍贵州，1908年10月1日生于山东，1929年毕业于天津南开大学，获学士学位，留校任教。1933年在北京清华大学当研究生，以后又在南开大学任讲师。1935年考取清华大学留美公费，赴美国加州理工学院留学，两年后获得博士学位。1938年至1945年任昆明西南联大教授兼清华大学农业研究所研究员。1944年至1945年曾任英国剑桥大学交换教授。1946年至1948年任北京大学教授。194&年12月应英国学者李约瑟（Needham）邀请赴印度，任联合国教科文组织南亚科学合作馆科学官员。解放后，他于1951年携全家回国。1951年至1953年任中国科学院实验生物所研究员。1953年至1978年任中国科学院上海植物生理所副所长，1978年至1983年任所长，1983年5月任名誉所长。

殷宏章是我国著名的植物生理学家。他致力于植物生化、光合作用和生长发育方面的研究，发表研究论文和述评一百多篇，为发展我国植物生理学研究作出了积极的贡献。

1941年，他对生长素和植物运动规律及机理的联系进行了探讨，发现番木瓜叶子夜垂昼起的原因是由于叶柄上端前后面早晚生长的速度不同，而这种不同是受叶片中生长素影响造成的。他在生长素方面的工作，曾被生长素发现者美国科学家温特（Went）在论著中引用。

四十年代，他在英国剑桥生物化学研究所开始从事植物生化方面的研究，对当时正在兴起的植物体内磷酸化酶、糖类转化等问题进行了探讨。1947年，他发明了一个组织化学方法，即把植物组织进行切片，加入底物，作用一段时间，然后染色，观察其酶的分布情况。他用这个方法证明了磷酸化酶存在于高等和低等植物的细胞质体中，其分布的位置与淀粉形成的部位基本上一致，并且其活动变化与淀粉形成的量有相关性；由此他肯定了磷酸化酶和植物中合成淀粉是相互联系的。接着，他又用这个组织化学方法，研究了磷酸化酶在植物中的功能，证明了磷酸化酶的活动与气孔开闭有关，实验指出，叶子的保卫细胞存在着磷酸化酶，在酸度较低的情况下，能促进淀粉水解，形成糖磷酸脂，在酸度较高时，能促进淀粉合成，气孔的关闭受此影响。

五十年代初，他回国后又继续领导开展了这方面的研究。1954年，他们观察到洋葱汁对磷酸化酶有显著的抑制作用，这种现象是由其中所含的磷酸盐、葡萄糖和蔗糖共同引起的。1956年，殷宏章等人的实验证明，在水稻籽粒成熟过程中，磷酸化酶活力与籽粒中淀粉累积的速度变化相符合，进一步肯定了磷酸化酶在淀粉形成中的作用。1957年，通过实验，提出了较有价值的学术观点，认为光对叶内由糖形成淀粉的促进作用是通过磷酸化作用，产生高能磷键，使蔗糖转为磷酸脂。

1958年，殷宏章等人对禾谷类籽粒中糖类的转化进行了较系统的研究，他们的实验证明，籽粒在成熟过程中有麦芽糖产生，其含量与β - 淀粉酶活力平行，并且麦芽糖迅速通过磷酸化转变成蔗糖。在籽粒发芽时，胚乳中麦芽糖大量累积，但通过盾状体时全部转成了蔗糖再运向幼苗：盾状体中存在一种麦芽糖激酶，将麦芽糖直接磷酸化，而没再转变成蔗糖。籽粒中碳水化合物的这些转变途径，当时文献中都未见报道。

殷宏章五十年代回国后，积极筹备开展光合作用研究，并主张先从光合作用产物累积、转化和运转入手。1956年，在他领导下，对水稻开花后籽粒中的物质来源进行了探讨，发现籽粒中三分之二以上的物质是由当时的光合作用形成的，其余是从茎秆原存物质转运而来，茎中物质运走的不仅是糖和淀粉，还有大量的蛋白质和部分的纤维素。在这工作的基础上，1957年，又用同位素C¹⁴探明了水稻乳熟期各叶片间光合产物没有什么运转，而无效分蘖的光合产物可部分转到有效分蘖上去的现象，上述结果为农业生产的一些措施提供了理论依据。

1959年，殷宏章组建了国内第一个光合作用研究室，在短短的几年中，就形成了一支具有相当水平和一定规模的研究队伍。他领导开展了光合作用磷酸化的研究，很快取得了成果。1961年，他和他的学生对光合磷酸化量子需要量进行了测定，证明了光合作用磷酸化反应是整个光合作用反应的一个组成部分。他在莫斯科召开的第五届国际生化学会上将此工作作了报告，会上同时有三篇这方面的研究论文，但殷宏章等人的工作最为完整。1962年，他的实验室首先在国际上发现了光合磷酸化过程中高能中间态的存在，即叶绿体在光下能形成一个高能状态，它可在黑暗中推动“腺之磷”和“无机磷酸盐”合成“腺之磷”。时隔一年，美国科学家雅格道夫（Jagedorf）也观察到类似现象，并证明这高能中间态就是英国科学家米切尔（Mitchell）提出的化学渗透假说中的氢离子浓度差。米切尔1978年获得了诺贝尔奖金。高能态的发现对光合磷酸化机理是一个重要的贡献，因此得到国际上的高度评价，常常被许多文献引用01972年日本《蛋白质、核酸、醋素》杂志认为，高能态的发现是六十年代光合磷酸化研究的两篇重要论文之一。

在此以后，殷宏章主持下的实验室研究了闪光、不同波长、不同电子受体等对光合磷酸化的作用以及叶绿体的结构和功能，探索了对光合作用的调节和控制，获得了一系列结果。

殷宏章经常说，现代植物生理学正向两端发展：一方面趋向微观，从整体、器官、组织进入细胞水平、分子及电子水平。企求从基本上了解、调节和控制植物的活动，并进行模拟。另一方面走向宏观，联系农林生产、研究群体、群落、生态环境以至整个生物圈问题。

殷宏章很重视理论联系实际，著有《植物生理与农业生产》等书，而且不限于高等植物。如他在解放后回国适值对新生的抗菌素迫切需要，就组织力量协作研究，并通过它建立我国微生物生理生化及遗传方面研究的基础。

此外，他更重视培养科研人员，选拔专才、潜移默化启发鼓励、尽力使他们迅速发展成为科研的独立及领导力量。