شهید مسعود علی محمدی در دوم فروردین سال 1340 در خانواده ای مذهبی و متدین در روستای بلوطک که در 3 کیلومتری شهرستان ایذه واقع شده است، دیده به جهان گشود و تحت تربیت پدر و مادری مومن و متدین و ارادتمند به خاندان عصمت و طهارت پرورش یافت..

در سال 1346-47 تحصیلات ابتدایی خود را در دبستانی در شهر ایذه آغاز کرد . علی محمدی با آن سن کم و جدیت تمام و احساس مسئولیت مسیر محل زندگیشان را تا ایذه با پای پیاده طی می کرد. وجود فضایل پسندیده و روحیات عالی باعث شد که عملا غمخوار پدر و مادر خود شود. دوره ابتدایی را با موفقیت و نمرات عالی سپری نموذ و دوران راهنمایی را در مدرسه راهنمایی جلال آل احمد گذراند.

شهید علی محمدی از هوش و استعداد قابل توجهی برخوردار بود. وجود روحیه حساس، قیافه ای آرام، چهره ای خندان، گشاده رویی و خوش خلقی از ایشان شخصیتی دوست داشتنی و جذاب ساخته بود و همین امر سبب جذب دوستان زیادی شده بود و اکثر همکلاسیهای علی محمدی به یاد دارند که وی از دانش آموزان ممتاز و کوشا و از بهترین شاگردان شناخته می شد.

دوران تحصیلات متوسط در سال 1353 در دبیرستان آیت الله طالقانی شهرستان ایذه شروع کرد و با وجود مشکلات فراوان در کنار تحصیل همگام و همراه پدر به فعالیتهای کشاورزی می پرداخت، دوران دبیرستان علی مقارن بااوج گیری تظاهرات و مبارزات ملت ایران شد، او با ایراد سخنرانی و براپایی نمازجماعت در دبیرستان به مبارزه با فعالیتهای سیاسی گروهها پرداخت، او ضمن عضویت در انجمن اسلامی دبیرستان عضو نیروهای فعال مسجد جامع، سعی در برپایی کلاسهای عقیدتی و سیاسی می نمود و در سنگر دبیرستان فعالانه ضمن تبلیغ و جذب نیروهای مومن به مبارزه با افکار انحرافی رایج آن زمان می پرداخت.

پس از اخذ دیپلم در سال 1358 به جهادگران پیوست و با تمام توان در خدمت محرمین قرار گرفت و در ادامه کمیته فرهنگی جهادسازندگی شهرستان ایذه را راه اندازی نمود و در این راستا اقدام به دایر کردن کتابخانه ای بزرگ در شهر و کتابخانه های موجود در شهر را تقویت نمود. ضمن اینکه در این مدت تهیه و تکثیر نشریات، فیلم، اسلاید و دایر کردن کلاسهای تابستانی آموزش قرآن می پرداخت و او کار فرهنگی را از بزرگترین امور می شمرد.

با شروع جنگ تحمیلی شهید عزیز از جهاد استعفا و به سپاه می پیوندد و لباس سبز پاسداری را زینت بخش قامت استوار خود دیده و در همان ابتدا به عنوان مسئول پرسنلی پایگاه مشغول به خدمت شد و خدمت در پایگاه او را قانع نکرد. او به دنبال روزنه ای که به عشق بپیوندد و در اولین فرصت فرمانده پایگاه را قانع کرد و به جبهه اعزام شد. او ابتدا به عنوان نیروی تک ور در یکی از گردانهای لشکر گمنامانه مشغول به خدمت شد و در عملیات خیبر در کنار شهید جعفرزاده رزمید و به دنبال آن بنا به دستور مسئولین لشکر به سمت مسئول تعاون و فرمانده گردان انصار لشکر 7 ولیعصر (عج)مشغول به خدمت شد.

او مدرک کارشناسی را از دانشگاه شیراز (۱۳۶۴) و کارشناسی ارشد (۱۳۶۷) و دکترای فیزیک با گرایش ذرات بنیادی را از دانشگاه صنعتی شریف در سال ۱۳۷۱ کسب کرد. او از دانشجویان نخستین دوره دکترای فیزیک در داخل ایران بود و نخستین شخصی است که در ایران دکترای خود را در فیزیک دریافت نموده‌است. او ده‌ها مقاله ISI منتشر نمود. او همچنین به همراه وحید کریمی پور اولین دانشجویان پسادکترا در پژوهشگاه دانش‌های بنیادی بودند.

تخصص اصلی او ذرات بنیادی، انرژی‌های بالا و کیهان‌شناسی بوده‌است. با پژوهشگاه دانشهای بنیادی (مرکز تحقیقات فیزیک نظری و ریاضیات) نیز طی سال‌های ۱۳۷۶ تا ۱۳۸۰ همکاری داشته‌اند.

از جمله درسهایی ارایه شده توسط وی می‌توان به مکانیک کوانتومی و الکترومغناطیس، مکانیک آماری، ذرات بنیادی و نظریه میدان‌های کوانتمی اشاره کرد. علیمحمدی، یکی از برگزیدگان جشنواره بین‌المللی خوارزمی در سال ۸۶ بود و در پژوهش‌های بنیادی رتبه دوم را کسب کرد.

وی از سال ۱۳۷۴ در دانشکده فیزیک دانشگاه تهران مشغول به تدریس بود و عضو هیئت علمی و ممیزه این دانشگاه بود. وی همچنین در مقاطع مختلف تحصیلی شاخه فیزیک در تربیت معلم، وی همچنین به عنوان استاد راهنما و مشاور در پروژه‌های پایان‌نامه‌های مرتبط با علوم فیزیکی، به فعالیت مشغول بوده است.

انفجار بمب در قیطریه تهران در ساعت ۷:۳۰ صبح ۲۲ دی ۱۳۸۸ روی داد. در این حادثه مسعود علی‌محمدی کشته شد، دو فرد دیگر زخمی شدند و خساراتی به ساختمان مجاور وارد شد. بمب منفجرشده در یک موتورسیکلت که به فاصله یک متری از در ورودی منزل علی‌محمدی به یک درخت بسته شده بود، جاسازی شده بود.
ادعای دستگیری عامل بمب‌گذاری

در ۲۰ آذر ۱۳۸۹ وزارت اطلاعات جمهوری اسلامی ایران اعلام کرد موفق به دستگیری عامل این بمب‌گذاری شده است. در همین ارتباط اعترافات تلویزیونی فردی به نام «مجید جمالی فشی» از صدا و سیمای ایران پخش گردید. در این مصاحبه فرد یادشده به نقش خود در ترور استاد شهید علیمحمدی اعتراف می‌کند که آموزش‌های مورد نیاز برای این ترور را در سفری به اسرائیل و دوره‌هایی را زیر نظر مامورین موساد دیده‌است وی در بخش دیگری از اعترافات تلویزیونی، مدعی می‌شود که در پادگانی نظامی در جوار اتوبان تل‌آویو اورشلیم به وی آموزش‌هایی نظیر «تعقیب و گریز، تعقیب ماشین، جمع‌آوری اطلاعات از یک محل خاص و چسباندن بمب به زیر ماشین» داده شده‌است مجید جمالی فشی یکی از اعضای تیم ملی پانکریشن ایران بوده و در مسابقات ۲۰۰۹ باکو مدال برنز دریافت کرده است.
برخی از تحلیل‌گران امور امنیتی اسرائیل در رسانه‌های آن کشور، با بررسی جزئیات اعترافات تلویزیونی «مجید جمالی فش»، اظهارات او را رد کرده‌اند
پیام تسلیت رهبر معظّم انقلاب به مناسبت شهادت آقای دکتر علیمحمدی

حضرت آیت الله خامنه ای رهبر معظم انقلاب اسلامی در پیامی شهادت استاد دانشمند آقای دکتر مسعود علیمحمدی را تسلیت گفتند.
متن پیام به این شرح است:
بسم الله الرحمن الرحیم
شهادت استاد دانشمند مرحوم آقای دکتر مسعود علیمحمدی رضوان الله علیه را به مادر و همسر و خاندان گرامیش و به همه‌ی دوستان و شاگردان و همکارانش تبریک و تسلیت عرض میکنم.
دست جنایتکاری که این ضایعه را آفرید، انگیزه‌ی دشمنان جمهوری اسلامی را که ضربه زدن به حرکت و جهاد علمی کشور است، افشاء و برملا کرد. بیگمان همت دانشمندان و استادان و دانش پژوهان کشور، به رغم دشمن،‌ این انگیزه‌ی خباثت آلود را ناکام خواهد گذاشت. علوّ درجات آن شهید سعید و صبر و اجر بازماندگان را از خداوند متعال مسألت میکنم.

بهترین هدیه معنوی شهید علی‌محمدی به همسرش

رهبر معظم انقلاب اسلامی، سی‌ام دی‌ماه، با حضور در منزل شهید دکتر مسعود علی‌محمدی و شهید دکتر مجید شهریاری، با خانواده‌های این دانشمندان شهید دیدار کردند.
در اواسط حضور آیت‌الله خامنه‌ای در منزل شهید علی‌محمدی، همسر شهید با نشان دادن قاب عکسی به رهبر انقلاب، خاطره‌ی خود را از ماجرای سفر حج تمتع به اتفاق همسر فقیدش در سال 83، برای ایشان بازگو کرد.
وی، با تأکید بر این‌که شهید علی‌محمدی هیچ کاری را بدون مطالعه و شناخت عمیق انجام نمی‌داد، گفت: «این سفر بهترین هدیه‌ی معنوی از سوی همسرم بود؛ چرا که ماجرا و فلسفه‌ی تمام اعمال حج را به صورت لذت‌بخشی برای من بازگو می‌کرد و این، بهترین لحظات عمرم بود». خانم کرمی، افزود: «همسرم در صفا و مروه  به من می‌گفت: خودت را بگذار جای هاجر و ببین چه حسی داری. یا در رمی جمرات می‌گفت: فرض کن جای حضرت ابراهیم(ع) بودی و می‌خواستی فرزندت را ببری به قتلگاه. آن‌وقت شیطان وسوسه‌ات می‌کرد».
لازم به ذکر است رهبر انقلاب در پایان این دیدار با تقدیر از روحیات معنوی شهید علی‌محمدی، همسر و خانواده‌ی ایشان را به حفظ و انتقال این روحیه توصیه کردند.