生於南朝宋時期，家族以技術學養與仕宦傳統著稱。建康的學術氛圍鼓勵研習數學、天文與國家曆法之制定，使其早年即浸潤於實用與學術並重的環境。

童年學習算術、幾何與既有天文典籍，同時觀察日照長短與星辰的季節變化。因朝廷需要可靠曆法，此類學習不僅是學問，更直接關係到政務實用。

他開始細緻記錄冬夏至、春秋分與月相變化，並將推算結果與實際觀測逐一比對。這種以觀測稽核推步的習慣，後來深刻影響其曆法改革與誤差估計。

祖沖之的才能使他投入支援朝廷天文與計時的相關技術工作。此類職務要求精確計算，因賦稅、禮制與徵兆解讀皆依賴正確的日期與節令。

他改良追蹤太陽運動與月朔週期的數值程序，以減少曆法長期累積的偏差。透過多次觀測比對並調整模型參數，他追求較前人更嚴格的誤差界限。

他以多邊形幾何與長期的算術推演，求得圓周率的緊密區間，後世概括為圓周率大於三點一四一五九二六且小於三點一四一五九二七。其精度遠勝當時常用取值，展現嚴謹的數值掌控能力。

他提出三百五十五比一百一十三作為極為精確的有理近似，後世廣為流傳。此取值兼具高精度與便於運算的優點，體現其兼顧工程實用的思維。

他提出論證指出既有曆法常數已不符實際天象循環，致使官定時序產生誤差。他將改革定位為禮制與行政的迫切需要，而非純粹的學術論辯。

他上呈大明曆，提供更精確的回歸年與朔望月數值，以及更完善的推步規則。雖然施行一度遭遇官僚遲疑，但其成果成為後世曆法科學的重要里程碑。

他改良定位節令轉折點的算法，使曆法更貼合農事與禮儀需求。其方法強調量化細微差異並及早修正，避免數十年間累積成顯著漂移。

祖沖之將預測的食象與實際觀測結果相互對照，用以檢驗模型假設，並把偏差視為可用資料而非失誤羞辱。在食象具有政治意涵的時代，提升預測可靠度也強化技術官員的公信力。

他編纂的數學材料在後世書目中被聯繫到一部名為《綴術》的作品，但文本未能完整流傳。後來學者仍引述其成果，顯示其方法曾在學術與技術圈內流傳。

傳統記載其子祖暅受教於他，並延伸發展其數學遺緒。他們的合作反映南朝以家學方式傳承專門知識的特徵，亦與宮廷學術環境相互呼應。

他將精密計算運用於建造、儀器、測繪等相關的度量問題。此種理論與實作的結合契合建康行政體制的需求，因數據直接影響公共工程的決策。

至晚年，他以極其嚴謹的計算聞名，成果可供官方信賴採用。他的聲望建立在反覆核對、明示誤差界限，以及堅持推算必須接受觀測檢驗之上。

即便部分手稿散佚，其曆算常數與圓周率近似仍被後世數學與天文彙編反覆抄錄。歷代史家將其成就視為前近代計算精度的標竿，影響綿延數百年。

他約於六世紀之交辭世，留下在劉宋及其後續時期以數值精準著稱的名聲。後世以他為典範，說明嚴密計算如何同時服務科學探索與國家治理。