叶正大出生于广州惠阳。作为家中长子，叶挺夫妇对他给予了厚望。叶正大上小学时，学校只要有什么活动，叶挺都会让儿子积极参加的，锻炼他的生活能力。
叶正大读小学四年级的时候，有一次学校组织初中部的学生自带行李、炊具到重庆郊外进行一次野营，并要住上3天。
叶挺听说此事后，特意跑到学校去和校长一商量，决定让还在读小学，年仅9岁的正大也参加初中生的野营，为的就是锻炼他的生活能力。
叶正大上中学时，喜欢上了航模，尤其是飞机，他甚至可以自己动手用薄木板制成原料，用它们拼接成各种飞机模型。
虽然这项爱好占用他大量的学习时间，但是却得到了父亲的大力支持。在叶家的玻璃窗里，摆满了儿子叶正大制造的木片飞机。
真正促成叶正大走上制造飞机这条道路的，是亲人的离世。
1946年4月8日，他的父母、以及妹妹叶杨眉和最小的弟弟，在乘飞机回延安时，不幸遇上空难，飞机上的人无一幸存。
噩耗传来，得知父母弟弟妹妹因为飞机失事罹难，叶正大立下决心，以后一定要成为一位出色的飞机设计师，设计制造出最优秀的飞机，不让失去亲人的痛苦再在别人的身上重演。
他拾起眼泪，在功课上下苦功夫。1948年，叶正大儿时的梦想得以实现，他从东北解放区踏上了赴莫斯科留学的征途，进入莫斯科航空学院飞机设计与制造专业学习。
1955年，叶正大以优异的成绩从莫斯科航空学院毕业，学校发给他的毕业证书用俄语写着：取得了与别人不一样的优秀成绩。
毕业后，叶正大与邹家华同一批回国到了北京。
回国后，叶正大立即投入到新中国的建设洪流之中，开始了新中国自己造飞机的研制工作。
他曾参加了我国第一架曾获得国家科技进步奖的高空高速歼击机的设计工作，其后一直负责领导着中国的航空事业，获奖无数。
1977年之后，叶正大更是多次获得国家科技进步等奖项，荣获「新中国航空科技工业开拓者」的称号。
1992年起，他陆续出任国防科工委和总装备部顾问，直到1998年离休。
60多年航空科研之奉献、之经历，验证着中航工业集团很庄严也很流行的一句话：「一代飞机一代魂！」
2017年，叶正大病逝，享年90岁。
