Pozsonyban jogi tanulmányokat folytatott, majd Pesten nevelői állást vállalt. Közben elvégezte az egyetem orvosi karát. Balassa János felismerte tehetségét és segítségével, 1844-ben Bécsben folytathatta tanulmányait. Itt ismerte meg Semmelweis Ignácot, akivel életre szóló barátságot kötött. 1847-től Balassa János mellett tanársegéd, 1848-ban a baleseti sebészet oktatója, majd Pesten kórházi főorvos volt. 1849-ben a Komárom ostrománál súlyosan megsebesült Görgey Artúrt gyógykezelte. A szabadságharc után nem térhetett vissza az egyetemre. Megnősült és feleségéhez Vasegerszegre költözött.

Pozsonyban jogi tanulmányokat folytatott, majd Pesten nevelői állást vállalt. Közben elvégezte az egyetem orvosi karát. Balassa János támogatásával, 1844-ben Bécsben folytathatta tanulmányait. Itt ismerte meg Semmelweis Ignácot, akivel életre szóló barátságot kötött. 1847-től Balassa János tanársegédje, 1848-ban a baleseti sebészet oktatója, majd Pesten kórházi főorvos volt. 1849-ben a Komárom ostrománál súlyosan megsebesült Görgey Artúrt gyógykezelte. A szabadságharc után nem térhetett vissza az egyetemre. Megnősült és feleségéhez Vasegerszegre költözött. 1857-ben megalapította az Orvosi Hetilapot, amelyet 32 éven át szerkesztett. 1863-ban az MTA tagjaként hozta létre a Magyar Orvosi Könyvkiadó Társulatot. Lengyel Endrével közösen szerkesztették az 1862-ben kiadott Orvos-gyógyszerész műszógyűjteményt. 1867-1892-ig a Vallás- és közoktatásügyi Minisztériumban az orvosképzési-, majd az összes egyetemi ügyek előadója volt. 1893-ban a Budapesti Egyetem orvoskara tanárrá választotta. Az orvosképzés korszerűsítése, a közegészségtani tanszék létesítése, a klinikák fejlesztése, az orvos továbbképzés elindítása és jelentős publicisztikai tevékenység fűződik a nevéhez.. 1886-ban megalapította az Országos Közegészségügyi Egyesületet. A Szombathelyi Kórház, 1955 óta viseli a nevét. Kiváló orvosainak elismerésére „Markusovszky-emlékérmet” alapított. Egykori szerkesztőjének tiszteletére az Orvosi Hetilap Markusovszky-díjjal a legkiválóbb közlemények szerzőit jutalmazza. Szombathelyen Sugár-út kórház melletti szakaszát 1959-ben róla nevezték el. Síremléke a vasegerszegi temetőben található.