Réthelyi Miklós 1939. június 8-án született Zalaegerszegen.
1963-ban a Pécsi Orvostudományi Egyetemen kapott diplomát többek között Szentágothai János tanítványaként.
1963-tól - professzorával együtt - a Budapesti, majd a Semmelweis Orvostudományi Egyetem I. és II. számú Anatómiai Intézetében dolgozott, 1986-tól egyetemi tanár, 1994-2004-ben az I. számú Anatómiai Intézet igazgatója. 1991-ben, az első szabad rektorválasztáson, négy jelölt közül őt választották a SOTE vezetőjének. 1995-től öt éven át vezette a SOTE Egészségügyi Menedzserképző Központját. 2000 óta a Semmelweis Egyetem Szentágothai János Idegtudományi Doktori Iskolájának a vezetője.

Dolgozott Ukrajnában, Párizsban és több alkalommal az Egyesült Államokban. 1990-ben a Népjóléti Minisztérium főosztályvezetője, 1998-99-ben az Oktatási Minisztérium tudományos ügyek főosztályának vezetője, 1999-2002-ben Széchenyi professzori ösztöndíjas volt.

1994-2000-ben az MTA közgyűlési képviselője, az Elméleti Orvostudományi Tudományos Bizottság, valamint az Informatikai Bizottság tagja. A Nemzetközi Agykutatási Szervezet magyar nemzeti bizottság titkára.

1973-ban elnyerte a biológiai tudomány kandidátusa, 1983-ban az orvostudomány doktora címet. Munkásságát 1991-ben Akadémiai Díjjal, 2004-ben Szent-Györgyi Albert-díjjal ismerték el. Több mint 80 publikáció szerzője - olvasható a minisztérium honlapján.