万卫星，1958年7月生于湖北天门。1982年毕业于武汉大学空间物理系，1989年于中国科学院武汉物理研究所获博士学位。毕业后留所工作，历任中国科学院武汉物理研究所助理研究员、副研究员、研究员、研究室主任；2004年带领电离层物理研究室的主要骨干由武汉迁往北京，在中国科学院地质与地球物理研究所成立地磁与空间物理研究室，并担任研究室主任。2011年当选中国科学院院士。后任第十三届全国人民代表大会常务委员会委员。
万卫星主要从事电离层物理、电离层电波传播、高层大气物理等领域的研究，在电离层与大气层的耦合等重大科学问题的研究中取得了重要突破和系列成果。因所在领域的研究内容很多涉及国计民生，他还十分重视科普工作，他曾表示，弘扬科学精神是比传播科学知识更重要的事。科学精神的弘扬对保持科学旺盛的生命力至关重要，营造一个崇尚科学精神的社会环境，也能让科学知识的传播，乃至科研工作的进展事半功倍。