祖德明又名祖德铭（祖德显），1905年4月9日出生于河北省易县一个农民家庭里，家境清寒。高小毕业后，考入保定高等农业专科学校附中（又称甲种实业学校）。他在班上年纪最小，但考试成绩总是名列前茅，4年中有3年免交学费，并经常得到伙食津贴。中学毕业后，他以第一名的成绩考取了河北大学农科。1929年大学毕业，留校任助教。一年后，学校组团赴日本参观，由东京帝国大学农学部农业化学系毕业的孙吉人教授为团长，祖德明申请随团参观，得到批准。

在日本参观结束后，祖德明留下来在东亚预备学校学日语。后又由孙吉人推荐进入东京帝国大学农学部遗传育种教研室进修，从事细胞学研究。他很快就掌握了石蜡切片技术，制作的片子清晰可辨，受到夸奖。在日本期间，祖德明撰写了《兄妹配偶之场合杂种自然固定之公式》和《韭花粉的发芽和花粉之寿命与外界条件的影响》两篇论文，发表在日本《遗传学》杂志上。

1936年，祖德明从日本回国，任母校河北农学院遗传学教授。1939年阴历２月，他突然接晋察冀边区政府电报，约他去边区工作。其时，他上有年过7旬的父母，下有妻子幼女，但他义无反顾，毅然于翌晨起程，从此走上了革命的道路。在边区从事农业技术研究，是根据实际需要结合当地条件进行的。如边区常遭旱灾，不能适时播种，除号召开渠凿井外，采用了浸种催芽、改进耕作方式等一些切实可行而又能减轻旱害的办法。麦类黑穗病非常严重，在一无药剂二无喷雾器的情况下，只能用温汤浸种来防治，而那时农林牧殖局只有一支温度计，在农村也难找到钟表，经过试验，确定推广了“两开加一凉”配制温水和烧香计时的办法。边区不少县区盛产红枣，但曲步虫猖獗，又没有药械可以除治，就从观察研究虫子的生活习性着手，提出了两个捕杀办法：一是在树干基部堆沙，阻止雌蛾上树产卵；二是幼虫化蛹前，在枣林内按一定距离划线挖松土壤，便于虫子钻入，冬闲时再沿线将虫蛹挖出杀死。

1949年4月1日成立华北农业科学研究所，祖德明任华北农科所副所长，并兼任应用植物学系（又称发育生物系）主任，还分管园艺系和编译委员会，主编《农业学报》、《农业科技通讯》和《苏联农业科学》。应用植物学系着重进行了有关遗传学方面的应用基础研究，并与中国科学院遗传栽培研究室合作开展小麦阶段发育、棉花种间杂交等研究。1957年3月1日中国农业科学院成立。同年９月，作物育种栽培研究所（简称作物所）也在华北农科所作物系和发育生物系的基础上建立，由祖德明任副所长，1960年任所长。文化大革命中，祖德明虽然受到了不应有的批斗，但他仍念念不忘我国农业科研事业的发展。中华人民共和国成立以后，在他担任作物所领导的20余年中，祖德明为研究所的方向任务，机构建设，以及如何出人才、出成果等重大问题付出了辛勤的劳动。1978年作物所回归中国农业科学院后，他不顾年高有病，又为所址的选择、人员的配备和科研任务的确定操劳。1980年主动退居二线以后，仍一如既往关心作物所的建设和发展，临终时还念念不忘实验大楼的建造、研究室和试验地的建设。1984年11月23日逝世于北京，终年79岁。