ศาสตราจารย์เกียรติคุณ ดร. ยอดหทัย เทพธรานนท์ เกิดเมื่อวันที่ 15 กันยายน 2486 ที่กรุงเทพมหานคร ประธานกรรมการบริหารบัณฑิตยสภาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศไทย (บวท.) เจ้าของรางวัลนักวิทยาศาสตร์ดีเด่น ของมูลนิธิส่งเสริมวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในพระบรมราชูปถัมภ์ สาขาเคมี ประจำปี พ.ศ. 2529 และรางวัลนักวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีดีเด่นอาเซียน ประจำปี พ.ศ. 2538 ด้วยชื่อเสียงอันเป็นที่ยอมรับยกย่องทั้งระดับชาติ และนานาชาติ จนถึงขณะนี้ ศาสตราจารย์ ดร. ยอดหทัย ยังผลิตผลงานวิจัยที่มีคุณค่าอย่างไม่หยุดยั้ง ร่วมไปกับการทำหน้าที่อาจารย์ที่ถ่ายทอดวิชาความรู้ อบรมสั่งสอนดูแลลูกศิษย์อย่างเอาใจใส่ เป็นนักวิทยาศาสตร์อาวุโสที่อุทิศตนอย่างไม่เห็นแก่เหน็ดเหนื่อย ในการถ่ายทอดและเผยแพร่ความรู้เพื่อสร้างสรรค์ให้เด็กรักวิทยาศาสตร์อย่างเต็มกำลัง โดยได้มีบทบาทเป็นวิทยากร ในการประชุมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี เป็นนักวิทยาศาสตร์พี่เลี้ยงในโครงการพัฒนาอัจฉริยภาพทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสำหรับเด็กและเยาวชน และปวารณาตนเป็นวิทยากรใน Science Lecture สัญจรไปในต่างจังหวัด เพื่อให้ความรู้ ประกอบการสาธิตทางเคมี ให้กับเยาวชนผู้สนใจวิทยาศาสตร์ ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2543 เป็นต้นมา
ศ.ดร. ยอดหทัย เป็นบุตรคนโตของ นายนคร และนางสอิ้ง เทพธรานนท์ มีน้องชายคือ ยอดเยี่ยม เทพธรานนท์ สถาปนิกดีเด่น สมาคมสถาปนิกสยามในพระบรมราชูปถัมภ์
สมรสกับ ศาสตราจารย์เกียรติคุณ ดร. ชัชนาถ เทพธรานนท์ มีบุตรชาย 2 คน คือ นายศรวัส และนายอิทธิ เทพธรานนท์
ศึกษาในระดับประถม และมัธยม จากโรงเรียนกรุงเทพคริสเตียน และโรงเรียนเตรียมอุดมศึกษา ได้รับปริญญาวิทยาศาสตรบัณฑิต สาขาเคมี เมื่อปี พ.ศ. 2508 และวิทยาศาสตรมหาบัณฑิต สาขาอินทรีย์เคมี เมื่อปี พ.ศ. 2511 จากมหาวิทยาลัยแพทยศาสตร์ (มหาวิทยาลัยมหิดลในปัจจุบัน) ได้รับปริญญาวิทยาศาสตรดุษฎีบัณฑิต สาขาอินทรีย์เคมี จากมหาวิทยาลัยเชฟฟิลด์ ประเทศอังกฤษ เมื่อปี พ.ศ. 2515 ด้วยทุนโคลัมโบ (Colombo Plan Scholarship) จากนั้นได้ฝึกอบรมการวิจัย ระดับ Post-doctoral Training ทางสาขาวิชาออร์แกโนเมทาลิค (Organo-metallic Chemistry) ณ มหาวิทยาลัยคอร์เนล ประเทศสหรัฐอเมริกา ระหว่างปี พ.ศ. 2518-2519
เข้ารับราชการเป็นอาจารย์ ที่ภาควิชาเคมี คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ตั้งแต่จบการศึกษาระดับมหาบัณฑิต เมื่อปี พ.ศ. 2511 จนถึงเกษียณอายุราชการ
ได้รับทุนนักวิจัยอาวุโส จากสำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์ และเทคโนโลยีแห่งชาติ ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2538 จนถึงปัจจุบัน และเป็นผู้จัดตั้งห้องปฏิบัติการทรัพยากรชีวภาพ (Bioresources Research Unit; BRU) ขึ้น โดยสนับสนุนจากศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ (BIOTEC) สวทช.
ศ.ดร. ยอดหทัย เทพธรานนท์ เป็นนักเคมีอินทรีย์ ที่ทำการวิจัยทางด้านการค้นหาสารเคมีจากธรรมชาติ ที่แสดงฤทธิ์ทางชีวภาพ (Bioactive Natural Products) และทางด้านอินทรีย์เคมีสังเคราะห์ (Organic Synthesis) ของสารออกฤทธิ์ดังกล่าว ซึ่งได้นำไปสู่ความรู้ความเข้าใจ สูตรโครงสร้างต่างๆ ตลอดไปจนถึง การเข้าใจกรรมวิธี ที่สิ่งมีชีวิตผลิตสารเหล่านั้นขึ้นมา และการนำมาใช้ประโยชน์กับมนุษย์ เช่น การแยกและพิสูจน์สูตรโครงสร้างของสารในกลุ่ม Cyclohexene Epoxides ซึ่งสกัดได้จากต้นไม้ในสกุล Uvaria และการเข้าใจกลไกชีวสังเคราะห์ของสารกลุ่มดังกล่าว ในด้านอินทรีย์เคมีสังเคราะห์ ได้ค้นพบปฏิกิริยาใหม่ ที่มีประโยชน์หลายปฏิกิริยา ซึ่งมีความสำคัญอันนำไปสู่กรรมวิธีใหม่ ในการสังเคราะห์สารเคมีที่มีโครงสร้างซับซ้อนหลายชนิด ในกลุ่ม Cyclopentenoid Antibiotics เช่น สังเคราะห์สารที่แยกได้ จากเชื้อจุลินทรีย์ชื่อ Sarkomycin ที่มีคุณสมบัติเป็นทั้งยาปฏิชีวนะ และมีผลทำลายเซลล์มะเร็ง ตลอดจนสังเคราะห์ Diospyros อันเป็นสารออกฤทธิ์ถ่ายพยาธิ ในลูกมะเกลือ
ศ.ดร. ยอดหทัยได้ร่วมงานกับนักวิจัยของศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ ผลิตผลงานวิจัยที่ดีเป็นจำนวนมาก ในเรื่องสารออกฤทธิ์ทางชีวภาพ จากเชื้อรา โดยเฉพาะเชื้อราที่ก่อโรคต่อแมลง (Insect Pathogenic Fungi) และยังได้ทำการศึกษาด้าน Physical Organic Chemistry ที่เป็นพื้นฐานในการนำไปเป็น "ต้นตอ" ของงานวิจัย ทางด้านอินทรีย์เคมีสังเคราะห์ อันเป็นผลให้สามารถทำการสังเคราะห์สารที่แสดงฤทธิ์ทางชีวภาพจากเชื้อรา อันมีโครงสร้างและ Stereochemistry ที่ซับซ้อนอีกด้วย
ศาสตราจารย์ ดร. ยอดหทัย ได้ตีพิมพ์ผลงานวิจัย ในวารสารนานาชาติที่อยู่ในฐานข้อมูลสากล จำนวนทั้งสิ้นกว่า 118 เรื่อง ได้รับการอ้างอิงจากฐานข้อมูลนานาชาติ (Science Citation Index) จำนวนทั้งสิ้นมากกว่า 1,016 ครั้ง และจากผลงานวิจัยที่ตีพิมพ์เผยแพร่ ทำให้ ศาสตราจารย์ ดร. ยอดหทัย ได้รับเชิญจากสำนักพิมพ์ John Wiley & Sons ให้เขียนบทที่ 7 เรื่อง "Synthesis of Enones" (82 หน้า) ในหนังสือ "The Chemistry of Enones" (S. Patai and Z. Rappoport, Eds) ในปี พ.ศ. 2532 และจากสำนักพิมพ์ CRC Press, USA ให้เขียนหนังสือทั้งเล่ม เรื่อง "Cyclization Reactions" (370 หน้า) ที่จำหน่ายไปทั่วโลก ในปี พ.ศ. 2537 อีกด้วย
