1948年，因战乱，他随父母携两个妹妹逃出长春，迁往吉林市。1949年春天，赴沈阳，与战乱中分离的所有亲人团聚；同年，新中国成立后，回到协心完小继续学业 。1950年，“肃反”工作开始，父母遭受牵连被拘押，他协同奶奶打理家务，四方奔走 。
1953年，他从沈阳27中毕业，怀着当工程师的梦想，考入了东北工学院（今东北大学），不久，他因为痔疮，接连动了三次手术，病虽治好了，但功课落下了很多；又因生活艰难，他被迫辍学 。
1954年，和妻子来到营口，于国庆期间拜评书演员李庆海为师，按曲艺行排辈分，他属于“田”字辈，李庆海为他起了个艺名——单田芳 ；同时，他又在辽宁大学历史系函授学习 。
1955年，从营口市来到了鞍山市，正式落户到鞍山市曲艺团；后来在西河大鼓赵门创始人赵玉峰鼓励下，单田芳找到鞍山市曲艺协会的会长张树岭，申请登台说书；几个月后，单田芳的申请经过有关部门的研究之后，正式批准了，但不是说正场，而是说“板凳头（中场到夜场之间的空白时间）” 。
1956年正月初三，单田芳首次在鞍山市内的茶社登台亮相，说的书是《明英烈》，他成为辽宁省当时仅有的具有大学文凭的评书艺人 ，并获得了“板凳头大王”的称号 ；5月，转入宜昌茶社表演《童林传》，随后表演《三侠五义》。
1958年，鞍山市曲艺团走上正轨，由个体转成集体，单田芳变成了正式演员；同年，全国曲艺界掀起“新书”运动，单田芳受命创作了现代题材作品《平原枪声》《红岩》《草原烽火》《红色保险箱》等，还尝试改编了国外侦探小说系列 。
1966年，单田芳到辽阳农村参加四清运动 ；同年，“文化大革命”开始，单田芳受到冲击，遭受了痛打。此后两年多时间，他的听力嘈杂模糊，几乎什么都听不清。
1968年，鞍山市文艺界成立两大群众造反组织，单田芳加入“钢都红色文艺造反团”；同年，“4·13反革命事件”爆发，单田芳被无辜逮捕，两个月的牢狱生涯使单田芳的身心惨遭蹂躏；同年6月，单田芳被释放，其原单位造反组织对他进行了一系列报复性的批斗 ；同年冬，单田芳在鞍山市委党校“改造”。
1969年4月，被下放到营口大洼县干于沟。1970年2月2日，单田芳无罪释放离开鞍山，举家下放到辽宁省台安县杜大连泡大队，长期遭受当地少数“当权派”的歧视和迫害，使其一度产生过自杀的念头 ；期间，他一边接受“改造”，扎实务农，一边熟背评书，为复出做准备 。
1974年4月25日，重病缠身的单田芳“畏罪潜逃”，暂避沈阳；随后北上长春，与逃出杜大连泡的妻儿团聚，并短期定居 。1978年3月，全国展开“平反冤案”工作，单田芳南下鞍山，四处申诉，要求平反冤案，“落实政策”；11月16日，单田芳的“历史问题”水落石出，鞍山市文化系统在鞍山市曲艺团举行了单田芳的平反大会 。
1979年初，单田芳接任鞍山市曲艺团书曲队长，筹办“迎春”与“百花”两家茶社，同时招募人才，培养后学；5月1日，单田芳重返书坛，在鞍山人民广播电台播出了评书《隋唐演义》（《瓦岗英雄》） ，后经交换，全国播放。
从1980年到1995年的15年中，单田芳在鞍山人民广播电台录制了43部评书，这当中既有《七杰小五义》《封神演义》《童林传》等传统书目，还有《民国风云》《百年风云》《千古功臣张学良》等现代书目 。
1986年，单田芳提前退休 。1987年，出版了长篇评书《童林传·前传》上下册与《燕王剑侠》。1988年，出版了长篇评书《童林传·后传》上下册与《白眉大侠》 。
从1989年开始到2002年，单田芳同辽宁电视台曲艺导演史艳芳合作，先后录制了《三侠五义》《白眉大侠》《羊神》等20部评书，还为中央电视台《电视书场》录制了320回书的《薛家将》等书目 。
1990年代初，中央人民广播电台首次播出单田芳的长篇评书《百年风云》的选段“天京血泪”，听众多达六亿；之后又连续播放了他的《百年风云》《隋唐演义》《明英烈》《民国英烈》 。
1993年，单田芳到北京电视台录制了《七杰小五义》《明英烈》《铁伞怪侠》《千古功臣张学良》《白眉大侠》 。1995年，单田芳成立了北京单田芳文化传播有限公司，并出任董事长兼法人代表；同年，投拍电视剧《风尘豪客》 。
1996年，由单田芳播讲的评书《明英烈》入选《中国十大传统评书经典》丛书。2000年，由群众出版社出版了《单田芳评书全集》；同年，录制了200集的电视评书《栾蒲包与丰泽园》以及100集的电视评书《刘伶醉酒》 。
2001年，应北方电视中心邀请录制了电视评书《宏碧缘》 。2002年4月，做客中央电视台《艺术人生》栏目 ；同年，重返沈阳为辽宁电视台录制了电视评书《白眉大侠》续集 。
2004年10月30日，由中国曲艺家协会、北京市文联等单位联合发起，在人民大会堂举行“单田芳从艺50周年纪念大会” ，北京曲协现场聘请单田芳为名誉主席 。2005年3月，录制完成了反映世界现代史的长篇评书《二战演义》（上部） 。
2006年1月，由单田芳授权的传记《且听下回分解：单田芳传》出版 ；5月28日，参加了廊坊人民广播电台举行建台三十周年和戏曲频道开播文艺晚会；9月29日，参加了北京文艺台《空中笑林》十周年庆典晚会 ；同年底，录制的长篇评书《赵武灵王》播出 。
2007年初，被河北卫视聘为《天天故事会》节目的主持人 ；1月26日，单田芳宣布收山，评书《老店风云》为其收山之作 。
2008年6月21日，在北京文艺广播开讲广播电视评书《红色将帅传奇》 。2009年6月11日，单田芳被确认为国家级非物质文化遗产代表性传承人（北京评书） 。2010年11月30日，由单田芳演绎的首部现代立体电视评书《羊神》在沈阳举行首播式 。
2011年1月1日，庆祝单田芳艺术生涯55周年暨收徒、自传首发仪式在人民大会堂举行，由其本人编写的自传《言归正传：单田芳说单田芳》正式发售 ；4月，出演湖南卫视综艺脱口秀节目《天天向上》 ；6月19日，由中国文联出版社出版的单田芳首部现代电视评书话本《羊神》在北京举行了首发式 。
2012年9月15日，单田芳获得了第七届中国曲艺牡丹奖终身成就奖 。2014年8月3日，“单田芳先生从艺60周年暨《单田芳自选集》出版座谈会”在北京举行，同时，由单田芳从其作品中选出10部结集推出共15册的图书《单田芳自选集》出版发行 ；12月26日下午2点，单田芳在迎新年鞍山评书专场演出中登台表演 。
2015年1月28日，参加了2015年辽宁卫视春节联欢晚会的录制，他与田连元、刘兰芳合作，表演了互动评书《老潮人》 ；5月5日，录制的60集评书《千山传奇》在鞍山广播电台进行首播 。2016年4月28日，单田芳出席知止学堂“传承文化、润泽心灵”单田芳评书进立山活动启动仪式 。
2018年9月11日下午15时30分，单田芳因心脏衰竭在北京中日友好医院去逝，享年84岁 ；9月15日上午，单田芳告别仪式在北京八宝山殡仪馆举行 。
