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1945年11月24日，出生在湖南省南縣一個農(nóng)民家庭。作為農(nóng)民的兒子，吃苦耐勞成為黃伯云的精神底色。
1964年09月，以優(yōu)異的成績考入中南礦冶學(xué)院特種冶金系進(jìn)行粉末冶金專業(yè)的學(xué)習(xí)。
1969年08月，畢業(yè)后留校在中南礦冶學(xué)院新材料研究所從事科研和教學(xué)工作，直到1980年08月。
1978年，參加出國人員考試，以學(xué)校參考人員總分第一的成績被錄取為冶金部出國訪問學(xué)者。
1980年08月，開始在美國愛荷華州立大學(xué)及AMES國家實(shí)驗(yàn)室的學(xué)習(xí)和研究工作。入校不久后，受到一位叫McGee的教授的賞識，并在他的主導(dǎo)下，經(jīng)過中國教育部的批準(zhǔn)，正式成為這位美國材料界權(quán)威人士的研究生，同時由愛荷華州立大學(xué)提供攻讀博士學(xué)位的全額獎學(xué)金。
1986年08月，完成了碩士、博士研究生的學(xué)習(xí)并獲得碩士、博士學(xué)位。

1986年08月至1988年05月，在美國田納西大學(xué)從事博士后研究工作。在美學(xué)習(xí)和工作的八年時間里，累計發(fā)表了十多篇有重大影響的學(xué)術(shù)論文，得到美、法、日等國科學(xué)家的高度評價。
1988年9月13日，攜妻帶女回到中國，回到母校擔(dān)任一名普通教師。
1988年09月至1989年09月，在中南工業(yè)大學(xué)粉末冶金研究所工作，1988年12月破格晉升為教授。
1989年09月至1990年12月，任中南工業(yè)大學(xué)粉末冶金研究所總工程師。
1990年12月至1992年12月，任中南工業(yè)大學(xué)粉冶所所長。
1992年12月至1997年06月，任中南工業(yè)大學(xué)副校長，1993年評定為博士研究生導(dǎo)師。
1997年06月至2000年04月，任中南工業(yè)大學(xué)校長，1999年12月當(dāng)選為中國工程院院士。
2000年，創(chuàng)辦湖南剎車材料實(shí)業(yè)有限公司和湖南英捷新材料公司并任董事長。
2000年04月至2001年12月，任新合并成立中南大學(xué)的黨委常委、常務(wù)副校長。

2001年07月，創(chuàng)建湖南博云新材料股份有限公司，成為公司最大個人股東。
2001年12月至2004年08月，任中南大學(xué)黨委常委、校長。
2002年11月，當(dāng)選中國共產(chǎn)黨第十六次全國代表大會代表。
2004年09月至2011年10月，任中南大學(xué)黨委常委、校長（副部長級——2004年中南大學(xué)升格為副部級高校）。
2006年05月，當(dāng)選中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會第七屆全國委員會副主席。
2007年10月，當(dāng)選中國共產(chǎn)黨第十七次全國代表大會代表。
2008年03月，當(dāng)選中國人民政治協(xié)商會議第十一屆全國委員會委員。
2009年10月01日，應(yīng)邀赴天安門城樓觀看中華人民共和國成立60周年閱兵儀式。
2011年05月30日，當(dāng)選中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會第八屆全國委員會副主席。
2011年10月26日，因年齡原因不再擔(dān)任中南大學(xué)校長，由張堯?qū)W繼任。
2011年12月08日，全票當(dāng)選湖南省科協(xié)九屆委員會主席。

2013年3月，當(dāng)選中華人民共和國第十二屆全國人民代表大會常委會委員。
（“人物生平”內(nèi)容參考資料來源： ）