1991本科畢業於安徽師範大學。1997年畢業於中國科學技術大學並獲博士學位。1998年－2003年先後在美國勞倫斯伯克利國家實驗室的先進光源(ALS)和美國桑迪亞(Sandia)國家實驗室的燃燒研究中心(CRF)做博士後。2002年入選中國科學院“引進海外傑出人才”(百人計畫)。2003年2月回中國科技大學國家同步輻射實驗室工作。
多年來致力於同步輻射的套用研究，包括自由基、分子、團簇、金屬有機化合物的光電離和光解離研究等。
與國外同行合作，首次將同步輻射套用 於燃燒與火焰研究，在美國勞倫斯伯克利國家實驗室的先進光源(ALS)建立了第一個燃燒實驗站。2003年開始在國家同步輻射實驗室，自行設計、建造了一台利用同步輻射進行燃燒研究的裝置，主要用於燃燒中間體的探測，這是目前世界上僅有的兩台裝置之一。與美國、德國研究人員合作，利用合肥同步輻射光源進行了獨立的和與國外平行的研究，在火焰中首次探測到一系列的烯醇類燃燒中間體，該結果發表在國際著名期刊《Science》上，並作為2005年6月24日該期的封面。
2003年回國至今，完成了多套大型實驗裝置的建設，承擔的項目有國家自然基金面上和重點項目、中國科學院“百人計畫”項目、中國科學院方向性創新重要性項目、教育部“985”二期子項目、科技部“973”項目、科技部國際合作項目、教育部博士點基金、中德聯合基金項目等。在Science等國內外雜誌共發表百餘篇。
2006年齊飛教授“百人計畫”項目結題，被評為“優秀”，同年入選國家“新世紀百千萬人才工程”，2008年獲首屆“吳仲華青年學者獎”，2009年獲“張存浩傑出青年科學家獎”。
現任Combustion and Flame、Review of Scientific Instruments雜誌編委，第33屆燃燒國際會議分會主席，中國工程熱物理學會燃燒分會副主任等職。