1889年11月25日，杨步伟出生在南京花牌楼，祖籍安徽池州石台县，原名兰仙，学名韵卿，小名传弟。
 
杨步伟去上学后，有一个叫林贯虹的同学，对她说：你这人将来一定伟大，叫步伟吧！
 
后来，林贯虹因传染病去世后，杨步伟为纪念她，就真改名为“杨步伟”了。
 
杨步伟的祖父杨仁山，曾跟曾国藩的次子曾纪泽，一起出使过英国和法国，他是中国佛教协会的创始人。
 
杨步伟的父亲杨自超，曾做过广东巡抚总账房，他一共有9个子女，杨步伟是最小的。在杨步伟还未出生时，母亲和姑姑就已经指腹为婚，定下她和表弟的娃娃亲了。
 
杨步伟出生后，父亲把她过继给二叔，因二叔没孩子。
 
杨家是大家庭，有百口人、128间房间。到杨步伟缠足的年龄时，祖父和父亲允许她不用缠足，还送她去私塾读书了。
 
杨步伟16岁时，去投考南京旅宁学校，考试题目是“女子读书之益”，杨步伟竟写下了：女子者，国民之母也。
 
后来，杨自超在湖南办了时务学堂，杨步伟就从南京旅宁学校转到时务学堂读书，国文教师是梁启超。
 
杨步伟19岁时，坚持跟表弟退婚了。
 
1912年，22岁的杨步伟担任了中国第一所“崇实女子中学”的校长。1913年，她受革命党人柏文蔚所托，带柏文蔚的家人去日本避难。
 
到日本，杨步伟决定在日本留学，去东京帝国大学攻读医学博士。
 
可即将毕业时，她参加了留学生们的抗议活动，最后没拿毕业证书，就回国了。然后，她和同学李贯中，在北京绒线胡同开了森仁医院。
 
1920年，杨步伟认识了在清华大学任教的语言学家赵元任，赵元任还精通英、法、德等外语。
 
赵元任经常到森仁医院来，杨步伟以为他在追求李贯中，就极力撮合他们。后来，赵元任向杨步伟表白了，杨步伟才明白赵元任中意的是自己。
 
1921年6月1日，32岁的杨步伟和赵元任结婚。两人租下了小雅宝胡同49号的房子，作为婚房，在公园里合了张影，再自己做菜，请朋友胡适和朱徵医生来吃饭。
 
吃饭时，赵元任拿出自己写的结婚证书，让胡适以证婚人的身份在上面签名。胡适和朱徵这才明白，今天这顿饭是小夫妻俩的婚宴。
 
婚后，杨步伟跟随赵元任去了美国，赵元任先后在夏威夷大学、耶鲁大学、哈佛大学和加州大学伯克利分校等任教。
 
夫妻俩先后生下了4个女儿，杨步伟就回归家庭，精心培养孩子，后来4个女儿都很有出息。杨步伟还出版了《一个女人的自传》、《杂记赵家》、《中华食谱》等书。
 
1981年3月，杨步伟在美国去世，享年92岁。