Tu Youyou urodziła się w 1930 r. w Ningbo, w prowincji Zhejiang, w rodzinie należącej do miejskiej klasy średniej, dla której edukacja była wartością samą w sobie, ale niekoniecznie narzędziem awansu naukowego. Jej dzieciństwo i wczesna młodość przypadły na czas niestabilności politycznej i społecznej, który w praktyce oznaczał częste przerwy w nauczaniu, zmiany szkół i ograniczony dostęp do zasobów edukacyjnych. Jej edukacja przebiegała z przerwami i była wielokrotnie zmieniana przez warunki instytucjonalne oraz sytuację społeczną panującą w kraju.

W wieku kilkunastu lat Tu Youyou ciężko zachorowała na gruźlicę. Choroba spowodowała długotrwałą przerwę w nauce oraz konieczność wielomiesięcznej rekonwalescencji, w trakcie której pozostawała pod stałą opieką medyczną. Doświadczenie leczenia, jego skuteczności i ograniczeń, a także długotrwałej rekonwalescencji pojawiało się później w jej wypowiedziach jako jeden z nielicznych punktów odniesienia przy opisywaniu początków zainteresowania farmakologią. Wybór tej drogi nie miał jednak charakteru powołaniowego, lecz wynikał z bezpośredniego zetknięcia z chorobą w warunkach systemu ochrony zdrowia o ograniczonych możliwościach terapeutycznych.

Po powrocie do zdrowia kontynuowała naukę i ostatecznie rozpoczęła studia farmaceutyczne w Beijing Medical College. Program kształcenia był wyraźnie ukierunkowany na praktyczne zastosowania wiedzy – farmakologię, chemię leków i podstawy pracy laboratoryjnej – z mniejszym naciskiem na badania podstawowe i rozwój kariery akademickiej w zachodnim rozumieniu. W trakcie studiów została skierowana na dodatkowe szkolenie z zakresu tradycyjnej medycyny chińskiej. Nie był to wybór prestiżowy ani wynik osobistych ambicji badawczych, lecz decyzja administracyjna podporządkowana potrzebom państwowego systemu ochrony zdrowia. Szkolenie obejmowało analizę dawnych tekstów medycznych, rozpoznawanie surowców roślinnych oraz metody ich przygotowywania. W tamtym czasie traktowano je jako wiedzę pomocniczą, funkcjonującą obok farmakologii akademickiej, a nie jako równorzędne źródło innowacji.

Po ukończeniu studiów Tu Youyou podjęła pracę w China Academy of Chinese Medical Sciences. Nie posiadała stopnia doktora, nie odbyła staży zagranicznych i nie należała do kręgu naukowców budujących międzynarodowe sieci współpracy. Jej pozycja instytucjonalna była stabilna, ale pozbawiona elementów, które zwykle towarzyszą rozpoznawalnej karierze naukowej. W tym samym okresie wyszła za mąż i urodziła dwoje dzieci. O jej życiu rodzinnym wiadomo niewiele – zachowały się jedynie krótkie wzmianki biograficzne, w których wspomnienia codzienności opierają się na pracy laboratoryjnej wypełniającej znaczną część dnia. Życie domowe układało się wokół zawodowych obowiązków.

W 1967 r. Tu Youyou została włączona do tajnego programu badawczego znanego później jako Project 523. Program ten powstał w odpowiedzi na narastającą nieskuteczność stosowanych leków przeciwmalarycznych i funkcjonował w warunkach presji politycznej. Badania prowadzone były przy ograniczonej komunikacji naukowej, bez standardowych procedur publikacyjnych i jasnego systemu przypisywania autorstwa. Prace miały charakter zespołowy, a indywidualne osiągnięcia pozostawały drugorzędne wobec realizacji celu programu. Tu Youyou powierzono zadanie, które nie należało do najbardziej pożądanych – analizę dawnych opisów roślin leczniczych i eksperymentalną weryfikację ich skuteczności przeciwko malarii.

Początkowe badania opierały się na standardowych metodach ekstrakcji, często z wykorzystaniem wysokiej temperatury, zgodnie z obowiązującą praktyką laboratoryjną. Wyniki były jednak rozczarowujące, a uzyskiwane ekstrakty nie wykazywały istotnej aktywności przeciwko Plasmodium. Praca postępowała powoli, a kolejne próby kończyły się niepowodzeniem. Decydujący moment nastąpił po ponownej, uważnej analizie jednego z dawnych tekstów medycznych, w którym zwrócono uwagę na sposób przygotowania preparatu z pominięciem obróbki cieplnej. Zmiana procedury ekstrakcyjnej i zastosowanie niskiej temperatury doprowadziły do uzyskania frakcji o wyraźnym działaniu biologicznym.

Kolejnym etapem było wyizolowanie i scharakteryzowanie aktywnego związku chemicznego. Proces ten obejmujmował oczyszczanie ekstraktu, testy aktywności biologicznej oraz ocenę toksyczności. Związek, który później nazwano artemizyniną (związek przeciwmalaryczny pochodzący z bylicy rocznej Artemisia annua; działa na pasożyty [schizonty] poprzez reakcję z żelazem; jest wykorzystywany również jako suplement wspierający odporność, działający przeciwwirusowo, przeciwbakteryjnie i przeciwzapalnie, m.in. w boreliozie), wykazywał wyraźne działanie przeciwpasożytnicze w modelach eksperymentalnych. Dalsze prace obejmowały badania przedkliniczne oraz wczesne próby kliniczne prowadzone na niewielką skalę. W relacjach historycznych pojawiają się informacje o samoeksperymentowaniu oraz testach przeprowadzanych w warunkach, które z dzisiejszej perspektywy nie spełniałyby standardów etycznych i regulacyjnych, lecz w tamtym czasie mieściły się w praktykach akceptowanych w ramach programu.

Mimo obiecujących wyników dane te przez długi czas pozostawały niedostępne dla międzynarodowej społeczności naukowej. Wynikało to zarówno z uwarunkowań politycznych, jak i braku kanałów publikacyjnych umożliwiających ich upowszechnienie poza Chinami. Dopiero w latach 80. i 90. XX w. skuteczność artemizyniny i jej pochodnych została potwierdzona w szerzej zakrojonych badaniach klinicznych prowadzonych przez zespoły międzynarodowe. Rozpoczął się rozwój terapii skojarzonych opartych na artemizyninie i obejmujący optymalizację schematów dawkowania, ocenę bezpieczeństwa oraz strategie ograniczania ryzyka rozwoju oporności pasożyta.

W tym okresie wkład Tu Youyou miał już charakter pośredni i historyczny. Dalszy rozwój terapii prowadzony był przez inne instytucje badawcze oraz organizacje międzynarodowe, a jej nazwisko przez długi czas funkcjonowało głównie w krajowych opracowaniach dotyczących Project 523. Nie zajmowała eksponowanych stanowisk akademickich ani nie kierowała dużymi zespołami badawczymi. Jej dorobek publikacyjny pozostał ograniczony, a rozpoznawalność międzynarodowa pojawiła się dopiero wiele dekad po przeprowadzeniu pierwotnych badań, gdy znaczenie artemizyniny w leczeniu malarii zostało jednoznacznie potwierdzone w skali globalnej.

W 2015 r. Tu Youyou została uhonorowana Nagrodą Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny za odkrycie artemizyniny i jej znaczenia w leczeniu malarii. Uzasadnienie nagrody podkreślało wpływ tego odkrycia na globalne zmniejszenie śmiertelności z powodu choroby oraz jego trwałe miejsce w praktyce klinicznej. Wyróżnienie to miało charakter retrospektywny i odnosiło się do pracy wykonanej kilkadziesiąt lat wcześniej, która przez długi czas pozostawała słabo widoczna w międzynarodowym obiegu naukowym.