GS.TSKH. Cao Văn Sung sinh ngày 07 tháng 02 năm 1936 tại xã Hành Phước, huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng Ngãi ở một vùng quê vốn giàu truyền thống cách mạng.

Năm 1955, ông tập kết ra Bắc học ở trưởng phổ thông cấp III Nguyễn Trãi (Hà Nội)

Từ 1959 - 1964 là sinh viên khoa Sinh vật trường Đại học Tổng hợp Hà Nội

Năm 1962 ông được vinh dự đứng trong đội ngũ của Đảng Cộng sản Việt Nam.

Năm 1964 sau khi tốt nghiệp trường Đại học Tổng hợp ông được phân công công tác tại Ban Sinh vật – Địa (Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước)

Năm 1967 ông được cử đi học nghiên cứu sinh tại Viện Động vật học (Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô)

Năm 1970 ông bảo vệ thành công luận án Tiến sĩ

Năm 1970 - 1975 ông về nước và tiếp tục công tác tại Ban Sinh vật – Địa (Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước)

Năm 1976 - 1985 ông công tác tại Viện Sinh vật học (Viện Khoa học Việt Nam)

Năm 1986 - 1989 ông công tác tại Trung tâm Sinh thái và Tài nguyên sinh vật (Viện Khoa học Việt Nam)

Năm 1990 ông bảo vệ thành công luận án Tiến sĩ khoa học tại Viện Sinh thái và Hình thái tiến hóa (Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô)

Năm 1991 ông được phong học hàm Giáo sư

Từ năm 1990 - 1995 ông được bổ nhiệm làm Phó Viện trưởng Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật

Từ năm 1995 - 1997 ông được tín nhiệm làm Viện trưởng Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật

Từ năm 1999 ông được cử làm Chủ tịch Hội đồng khoa học của Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật thuộc trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ Quốc gia

Ngày 20 tháng 02 năm 2001 (tức ngày 28 tháng 1 năm Tân Tỵ) ông qua đời vì mắc bệnh hiểm nghèo.