Окончил Харьковский медицинский институт (1926). В 1926—41 гг. работал в Харьковском психоневрологическом институте. Ученик Л. С. Выготского. В 1941—43 гг. работал в экспериментальном госпитале восстановления движений при Институте психологии (Свердловская обл.). С 1943 г. — в МГУ: доцент, профессор психологии, с 1967 г. — зав. кафедрой возрастной психологии, с 1983 г. — профессор-консультант.

Специалист в области теории и методологии психологии, истории психологии, возрастной психологии. Разработал теорию поэтапного формирования умственных действий. Согласно Гальперину, процесс формирования умственных действий проходит 5 этапов: выяснение ориентировочной основы действия; формирование действия в материальном виде; в плане громкой речи; во внешней речи для себя; во внутренней речи. Задавая ориентировочную основу действия, экспериментатор (педагог и др.) получает возможность формировать умственные действия с заранее заданными свойствами. Формирование различных видов таких действий составляет главную тему исследований Гальперина и его сотрудников в 1960—80-е гг. Концепция ученого позволяет осуществить особый подход к диагностике умственного развития путем выявления уровня сформированности умственных действий. Методы обучения, построенные на основе этой теории, находят применение в педагогической практике.