1976年在湖南医科大学（今中南大学湘雅医学院）医疗系学习。
1983年进入北京中医药大学学习，毕业后在湖南医科大学任药理助理研究员，从事细胞因子与血管内皮细胞作用的研究。
1988年至1994年，先后在美国德州大学、爱荷华大学、华盛顿大学从事研究工作。
1994年回国创建北京BGII生物技术有限公司。
1998年任中国科学院遗传所人类基因组中心执行主任。
1999年，为参与人类基因组计划（1%部分）创建华大基因，基础研究、产业应用和教育实践并行发展，循着科研服务、科技服务、医学服务、人人服务的发展轨迹，追寻着“基因科技造福人类”的梦想。2003年任北京基因组研究所副所长。
2007年率领研究团队南下深圳，创办深圳华大基因研究院，任院长，并任深圳华大基因科技有限公司总裁。
2007年，在他的带领下，年轻的华大团队完成绘制第一个中国人基因组图谱，2008年后陆续启动炎黄计划、千人基因组计划及人类胃肠道菌群元基因组等研究工作。
汪建是著名的“人类基因组计划”科学家。他领导的华大基因于2007年完成绘制第一个中国人基因组图谱，2008年完成第一个亚洲人基因组图谱。
2010年，由中国深圳华大基因研究院和丹麦哥本哈根大学联合创建的中丹基因组联合中心，完成了世界首例古人类全基因组的深度序列测定和解读工作。
2011年，荣获CCTV中国经济年度人物创新奖。2013年，排除万难将硅谷的Complete Genomics公司纳于麾下，成为中国第一个收购美国上市公司的民营机构，被国际大佬、国外媒体纷纷冠以“中国创新的典范”。但这远非终点，在汪建心中，已经竖起了新的目标。
喜欢挑战，创新至上；不守规矩，热爱冒险。登山、滑雪、风帆，热爱挑战各种极限。56岁时带领“最年长团队”登顶珠穆朗玛顶峰，顺带完成首个高原适应性基因研究。倡导“我的基因我知道，我的健康我做主”，要“消灭几种病，延长几岁命”；常说“中国太小、宇宙太大、地球刚好，要先为人民服务，再让人民币等各国货币自动为我们服务。”
2014年 汤森路透社2014“最具影响力研究人员”。
2012年 获中国产学研合作创新成果奖（“基因组短序列寡核苷酸分析方法与系统”） 。
2012年 获年度广东省科学技术奖自然科学类二等奖“第一个亚洲人基因组”。
2012年 被聘为广州超算中心特聘技术顾问。
2011年 获深圳市技术发明奖（“基因组短序列寡核苷酸分析方法和系统”）。
2011年，获 “2010CCTV中国经济年度人物”创新奖 。
2010年，“2010深圳市民环保奖” 。
2010年，获深圳市自然科学奖“大熊猫基因序列图谱”。
2009年，获2008年度深圳市科技创新奖“炎黄Ⅰ号-第一个亚洲人基因组”。
2005年，获印度洋海啸中国医疗卫生救援队先进集体奖。
2005年，获首届华侨人专业人士“杰出创业奖”。
2005年，获北京市科学技术奖二等奖：非典型性肺炎冠状病毒基因组测序及ELISA诊断试剂盒的研究。
2004年，获中国科学院杰出科技成就奖（突出贡献者）。
2003年，获中国科学院2001-2002年度重大创新贡献团队。
2003年，首都防治非典型性肺炎工作组先进个人。2002年，获香港求是科技基金会：杰出科技成就集体奖。
2001年，获北京市第一届留学人员创业奖。
2020年12月18日，位列《2020中国品牌人物500强》第123位。
2021年12月，列入《2021中国品牌人物500强》榜单，排名第433位。
2022年，以14亿美元财富位列《2022年福布斯全球亿万富豪榜》第2076位。
2020年5月12日，汪建以87.2亿元财富位列《2020新财富500富人榜》第360位。
2020年，汪建以124.1亿元财富位列《2020福布斯中国400富豪榜》第322位。
2021年，财富19亿美元，名列福布斯全球富豪榜第1664位。
2022年3月，以310亿财富位列《2022家大业大酒·胡润全球富豪榜》第697名。