万卫星，1958年7月1日出生于湖北天门。1982年1月毕业于武汉大学。1984年12月于中国科学院武汉物理研究所获硕士学位并留所工作，1990年7月获博士学位。1992年12月加入九三学社。2004年1月带领电离层物理研究室的主要骨干由武汉迁往北京，在中国科学院地质与地球物理研究所成立地磁与空间物理研究室，并担任研究室主任。2014年4月起任地球与行星物理院重点实验室主任。2011年当选中国科学院院士。

万卫星是国际著名空间科学家，在电离层与中高层大气领域取得多项重要突破，为我国空间科学发展作出了重要贡献。作为学术带领人，他创建了中国科学院地球与行星物理重点实验室，领导建设了我国空间环境综合观测台链，主持了三亚非相干散射雷达等重大科研平台建设。作为我国行星物理学奠基人之一，万卫星院士担任了中国首次火星探测任务“天问一号”首席科学家，对中国行星科学发展作出了开拓性贡献。曾获得国家自然科学奖等多项国家和省部级奖项。

2020年5月20日在京逝世。