1905年11月,龚祖同生于上海市川沙县，成长在中华民族灾难深重的年代。1920年他以优异成绩考上了苏州市江苏省立第一师范学校（苏州高级中学）。由于攻读刻苦，成绩屡屡领先，1926年考上清华大学物理系，1930年大学毕业，在清华担任助教。1932年进入清华研究生院，在赵忠尧教授指导下研究核物理，从事二次γ辐射的研究。1932-1934年，他从事的研究取得显著进展，先后发表了《伴随硬γ射线反常吸收的二次γ辐射的波长》和《赵忠尧、龚祖同致英国nature杂志》（1933）两篇论文，论文从实验上澄清了关于二次γ辐射的不同推测和解释。1934年7月他经西伯利亚去德国柏林工业大学留学，主攻应用光学，由此开始了他的光学学术生涯。两年后他顺利毕业，并获得“优秀毕业生”的荣誉和“特准工程师”的称号，在此期间他还设计了军用双目望远镜。
为了更好地汲取德国应用光学的精华，1936年他又在应用光学权威F.weidert教授的指导下，攻读工程博士学位，从事光学系统高级球差的研究。研究这一课题的同时，也为把光学设计的理论系统引入中国奠定了基础。在攻读博士期间，龚祖同为了学到更多的光学生产知识，经常到德国的凡兹拉享索尔光学厂实习、工作。1937年底博士论文行将答辩，但是中国抗日战争爆发，国内要他尽快回国筹建军用光学仪器工厂。1938年6月，他放弃博士学位，毅然回国，来到昆明，投入到为抗日将士制造军用光学仪器的工作中去，决心为前线将士制造一批双目望远镜。
制造双目望远镜，首先要进行光学设计。他用仅能找到的一台电动计算机，进行了大量计算，终于设计出望远光学系统。可以说，中国的光学设计由此开始。在民族抗日精神的鼓舞下，在半年多的时间里，中国第一批军用双目望远镜制造出来了，之后又研制出机枪瞄准镜和80厘米倒影测远机，培养出我国第一批光学设计人员（3人）、第一批光学技术工人，从而奠定了我国光学事业发展的基础。
1952年，龚祖同应王大珩先生的邀请到中国科学院长春仪器馆工作，负责制造光学玻璃。1953年春节前夕，在他的带领下，我国第一炉光学玻璃正式问世。随后，经过四年的推广培训，中国的光学玻璃制造业从无到有，逐渐发展壮大。1957年，他发表的《光学玻璃溶制的发展及有关原理》论文，对其五年来熔制光学玻璃的经验进行了科学的总结，特别是打破国际玻璃界常规，大胆采用我国现有的La2O3材料及提出相应的熔炼法，在国际光学玻璃界产生了积极的影响。
龚祖同熔炼出中国第一炉光学玻璃的意义，在于打破了光学玻璃只能进口的神话，对国家作出了重大贡献。
1958年，龚祖同的科研重点转向红外夜视方面，他带领王乃弘等年青人试制了银氧铯变像管，并开始电子光学方面的研究工作，研制出我国第一台电子显微镜和第一台红外夜视仪。
1960年，他开始从事2.16米大型天文望远镜的研制工作。为了积累经验，龚祖同从60cm天文返光望远镜的研制开始做起。令人遗憾的是，“文化大革命”延误了这项重大研究任务的进程。当2.16米大型天文望远镜耸立在河北兴隆山上并开始探索宇宙深处的奥秘时，龚祖同已与世长辞。
1962年，根据钱三强、王淦昌等科学家的建议，经聂荣臻元帅批准，为满足两弹研制的需要，成立了中国科学院西安光机所，调任龚祖同为所长。在这全新的科研起点上，他再一次谱写出华丽的新篇章。
纤维光学是二战后发展起来的光学分支，龚祖同善于捕捉科技前沿的火花，他从光学纤维特有的性质，预见到将来光学纤维蓬勃发展的前景。在西安光机所任职不久，他于1962年毅然成立了中国第一个光学纤维研究室，并在两年后便拉出了我国第一根光学纤维，随后又研制出第一个传光束和第一个传像束。从1964年到1966年，他把拉制光学纤维的技术传播到北京、南京，中国光纤事业开始逐渐发展壮大。
20世纪70年代初期，龚祖同开始梯度折射率光学的研究，创造性地从事自聚焦光学纤维及其在高速摄影中的应用方面的工作，提出用自聚焦纤维面板代替常用的微透镜板当作网格元件的建议。1978年，他发表了《锥形自聚焦光纤在高速网格摄影中的应用》和《自聚焦（变折射率）纤维在高速网格摄影中的应用》两篇论文。这是他在20世纪70年代对自聚焦纤维在高速网格摄影中的应用的理论和实践上的总结，论文获得了国内外纤维光学与高速摄影两个领域同行专家的一致称赞，从而使我国纤维光学与高速摄影技术提高到一个新水平。1984年，在龚祖同院士的建议下，为了促进我国纤维光学和集成光学的发展，成立了中国光学学会纤维光学和集成光学专业委员会，他被一致推举为第一届专业委员会主任，同时任第一届中国光计算机促进联络委员会主任。
在他的领导下，1964年我国第一台克尔盆高速摄影机研制成功，于1964年10月16日成功地拍到我国首次原子弹爆炸时的火球状态照片，并在我国第一次原子弹试验中得到了重要数据。他高瞻远瞩，1964年就开始了以光电子学为基础的变像管高速摄影机的基础研究，开展了多种光电阴极的研究，电磁成像系统的理论和设计研究，快速光电路的研究，这些研究为我国的皮秒技术和飞秒技术在世界上占有一席之地奠定了基础。在龚祖同的领导和积极参加下，西安光机所继第一台高速摄影机问世之后，又研制出间歇式高速摄影机、棱镜补偿式高速摄影机、等待型转镜高速摄影机、同步型高速摄影机、狭缝式高速摄影机以及不同时间分辨率的转镜型扫描高速摄影机和小型电影经纬仪等；不仅如此，他在高速摄影信息论、新型高速摄影原理的研究方面也多有建树。《锥形自聚焦光学纤维在高速网络摄影中的应用》一文在第十三届国际高速摄影和光子学会议上引起了强烈的反响，认为这是提高网格相机信息量的新途径。鉴于他在高速摄影和光子学领域硕果累累，贡献突出，1978年他获得了全国科学大会授予的技术重大贡献先进工作者称号，又系1985年国家科技进步特等奖“现代国防动态观察及测量技术”主要负责人之一。1981年美国电影及电视工程师协会授予他福托—苏尼克斯成就金奖，以表彰他在摄影仪器和高速摄影领域中所作出的杰出贡献。
在龚祖同院士的支持和指导下，1986年我国第一部大型基础《光学手册》问世，内容之新、分科之全均居世界同类书之首。在这本书的导论中，他对同步辐射发表了深邃的见解。
龚祖同院士经常说，作为研究人员，要把握住学术前沿的脉搏，要抓住学术的火花和苗头。他一生不断扣击新兴学科的大门，开垦着科学领域的“荒地”，为振兴中华民族的光学事业作出了卓越贡献。他为人正直、待人宽厚、不善言辞。终因年事过高，无暇休息，疲劳过度，于1986年6月26日病逝于西安。
龚祖同院士不仅治学严谨，而且善于育人。我国新一代的光学专家、院士甘福熹、毋国光、候洵、刘颂豪、王乃弘的成长都浸透着他的心血。
龚祖同院士75岁加入中国共产党，历任第三届全国人民代表大会代表、陕西省第四届政协副主席、陕西省第二届科协副主席。他是中国科学院院士（1980年底当选），国家科委光学及应用光学学科组副组长（1979-1986）、国防科委夜视技术顾问（1981-1986）、中国光学学会副理事长（1979-1984）、中国光学学会名誉理事长（1984-1986）、陕西省光学学会理事长（1980-1986）和陕西省物理学会理事长（1978-1981）。
龚祖同院士早年怀着中华民族伟大复兴的理想，远渡重洋去德国留学。而在国内抗日战争爆发后，为了报效祖国，放弃了获得博士学位的机会，毅然回国，投身到抗日战争伟大事业中，为前方将士研制出急需军用光学仪器。他为了中华民族发展壮大，百折不挠，一辈子奉献给我国光学事业，为我国光学事业发展壮大作出杰出贡献。我们要学习龚祖同等老一辈科学家爱党爱国的政治品格，严谨求实的科学态度，开拓进取的创新精神，无私奉献的高尚情操，要把前辈们的精神代代传承，发扬光大。我们要紧跟以习近平同志为核心的党中央，坚定信念，迎难而上，砥砺前行，将改革开放深入推进，励精图治，与时俱进，勇往直前，不断腾飞，为祖国更加辉煌的崛起，为实现中华民族伟大复兴的中国梦奋勇前进！
