1978年3月，万立骏作为恢复高考后的首批大学生考入大连工学院(现大连理工大学)机械系金属材料及热处理专业。
本科毕业后，万立骏又考回母校攻读硕士研究生。研究生毕业后他来到大连海事大学从事科研和教学工作。“当时每天在实验室做研究，早来晚走，经常工作到半夜都忘记了时间。”如此执着的结果是他在4年内发表了4篇SCI英文文章。
1992年初，万立骏带着全家飘洋渡海到日本仙台开始留学生涯。“在学习和科研之外，还要打工。”初到日本，他的生活条件并不富裕。为了贴补家用，他还曾利用周末做搬运工。坚韧执着的性格没有让万立骏在生活、学习的压力中败下阵来，他不仅在电化学和电化学扫描隧道显微技术方面有所建树，更是受邀在北海道大学、东北大学担任访问教授、助理教授等。
“漂泊在外，我深切感受到当时中国与国际科研水平的差距，参加国际会议时，在我的研究领域里很少能看到中国人的身影，为国家尽自己的一份力量是我的责任。”1997年，中国科学院启动“百人计划”后，“回国”两个字就烙印在了万立骏的心中。
万立骏回国后，来到了中国科学院化学研究所。
“做科研一定要找准方向，坚持走下去。研究工作要做得系统而深入，才能有发展。”如今，万立骏在实验室仍然早来晚走，亲自指导青年教师，指导学生实验与讨论实验结果，坚持为学生修改论文。
2004年，万立骏当选为中国科学院化学研究所所长，2010年，他当选为中国科学院侨联主席，2012年他当选为中共十八届中央候补委员，2013年又被选为全国侨联副主席。
谈及获得首届“京华奖”的感受，万立骏说，“我只是一个普通的科学工作者，在岗位上坚持做着自己的本职工作。在我从事的研究领域，还有很多科学问题需要解决”。