杉田氏是近江源氏佐佐木氏的支族真野氏的家系，侍奉后北條氏的真野信安時(shí)代改為間宮姓，他是醫(yī)家玄白3代，同時(shí)期活躍的同族還有在間宮海峽留下名聲的探險(xiǎn)家間宮林藏。

杉田出生并成長在牛込小濱藩酒井家的下屋敷（江戶藩邸住宅低級(jí)別稱呼，根據(jù)房屋的用途以及離江戶城的遠(yuǎn)近而定，其他還有上屋敷、中屋敷），青年時(shí)期開始家業(yè)的醫(yī)學(xué)修行，跟隨江戶幕府醫(yī)官西玄哲學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)，跟隨在本鄉(xiāng)開私塾的古學(xué)派儒學(xué)家宮瀨龍門學(xué)漢學(xué)。

寶歷2年（1752年），杉田當(dāng)上小濱藩醫(yī)生，在上屋敷工作。寶歷7年在江戶日本橋開業(yè)成為町醫(yī)生。同年7月，本草學(xué)者田村元雄、平賀源內(nèi)舉辦物產(chǎn)會(huì)，出展者中還有中川淳庵，蘭學(xué)者同道中人的友情自此開始萌生。

寶歷4年（1754年），蘭學(xué)醫(yī)山脅東洋負(fù)責(zé)解剖被處刑的罪人的身體，日本國內(nèi)首次人體解剖證實(shí)了蘭書的正確性，在日本醫(yī)學(xué)界引起轟動(dòng)，也成為玄白對(duì)五臟六腑說開始產(chǎn)生疑問的契機(jī)。

明和2年（1765年），玄白成為藩的幕府醫(yī)官。同年，荷蘭商館長以幕府官方荷蘭翻譯一行人覲見江戶幕府時(shí)，拜訪了玄白、源內(nèi)一行人所在的長崎屋。當(dāng)時(shí)的翻譯西善三郎向玄白灌輸荷蘭語如何如何難學(xué)，玄白遂放棄了學(xué)荷蘭語的念頭。

明和6年（1769年），玄白父親玄甫去世，于是玄白繼承戶主和侍醫(yī)的職位，移至新大橋的中屋敷。

據(jù)玄白的回想錄《蘭學(xué)事始》記載，明和8年（1781年），中川淳庵帶著從荷蘭商館借來的荷蘭醫(yī)學(xué)書《解體新書》去拜訪玄白，玄白雖看不懂荷蘭語，但是卻被圖版的精密解剖圖深深震驚，于是請(qǐng)求藩把書賣給了他。偶然和從長崎歸來的持有同一本醫(yī)學(xué)書的前野良沢、中川淳庵一起見習(xí)了小冢原刑場(chǎng)（東京都荒川區(qū)南千�。┧佬谭傅慕馄蔬^程，不禁感嘆解剖圖的正確性，于是三人合作將這本醫(yī)書翻譯成日文，安永3年（1774年）日文版《解體新書》出版，后通過友人桂川甫三獻(xiàn)給將軍家。

安永5年（1776年），玄白離開藩的中屋敷，從近鄰的竹本藤兵衛(wèi)的濱町拜領(lǐng)屋敷借了500坪的地，辦了一個(gè)名叫“天真樓”的醫(yī)學(xué)私塾。玄白擅長外科，據(jù)傳“前來看病的人每日連續(xù)不斷，每年約有千人”。

玄白晚年開始執(zhí)筆書寫《蘭學(xué)事始》，后經(jīng)福澤諭吉之手出版公開，文化2年（1805年）謁見11代將軍德川家齊，獻(xiàn)上良藥。文化4年（1807年）將戶主職位讓給兒子伯元，玄白一生著書無數(shù)，有《形影夜話》等。其孫杉田成卿（梅里）是幕府的天體運(yùn)行和歷法研究專員。

杉田玄白的墓所在東京都港區(qū)愛宕的榮閑院，其中畫家石川大浪所作的他的肖像畫最有名，被收藏在早稻田大學(xué)圖書館，是國家的重要文化財(cái)產(chǎn)，1907年（明治40年）11月15日，杉田玄白被贈(zèng)予正四位（正四位為日本品秩與神階的一種，位于從三位之下從四位之上，勛等上相當(dāng)于勛三等，追贈(zèng)時(shí)則稱為贈(zèng)正四位）。