Zemplén Géza Trencsénben született 1883. október 26-án. Egyetemi tanulmányait a budapesti tudományegyetem bölcsészeti karán végezte. Than Károly mellett dolgozott, majd 1905-ben a Selmecbányai Bányászati és Erdészeti Akadémián lett tanársegéd. 1907-ben állami kiküldetéssel Berlinbe küldték tanulmányútra. Itt négy évet dolgozott a szerves kémia nagy mesterénél, Emil Fischernél. Aminosavak és szénhidrátok szintézise képezte kutatási területét, legjelentősebb eredménye ezen időből az acetobróm-cellobióz szintézise.

1913-ban a budapesti Műegyetem új Szerves Kémiai Tanszékére hívták meg. Ez volt Magyarország első szerves kémiai intézete. Zemplén hihetetlen lelkesedéssel fogott a tudományos kutatómunkához, jóllehet a háború és az utána következő infláció miatt megfelelő felszereléshez nem tudott jutni. A kutatás megszállottja volt, intézetében szünet nélkül szinte éjjel-nappal dolgoztak s a munka élén ő haladt. Jó szemmel választotta ki munkatársait is; a legtöbb vezető magyar szerves kémikus tanítványai sorából került ki.

A Magyar Tudományos Akadémia 1923-ban tagjává választotta, 1928-ban nagydíjával tüntette ki. 1947-ben egy évet a washingtoni egyetemen töltött kutatómunkával. Hazatérte után súlyos betegség támadta meg. 1948-ban az első Kossuth-díj arany fokozatával tüntették ki. Több mint 200 közlemény és egy nagy terjedelmű kézikönyv (Szerves kémia, 1952) hirdeti nevét. Fontos szerepet játszott Zemplén és iskolája a magyar gyógyszeripar felfejlesztésében is.

Zemplén Géza 1956. július 24-én hunyt el.