雷忠义1934年出生于陕西合阳，其父亲曾跟随华山道医学习中医，常常给邻人针灸、开药方，治疗了许多患者。雷忠义自幼在父亲的严格教导下抄写药方、背诵汤头，这算是他中医的启蒙阶段。

1952年考进陕西省第一卫生学校，1954年毕业后留校在陕西省电针(灸)研究室工作，做针灸研究，开启了其中医之路。1962年参加陕西中医学院西学中班，系统地学习中医基础理论，曾在甘肃省中医医院实习，跟随张翰祥先生学习中医临床。1964年他毕业后被分配至陕西省中医研究所(现陕西省中医药研究院)工作至今，曾跟随名老中医米伯让学习钻研中医经典理论。他多年追随米老，跟随米老出诊查房，协助制订诊疗方案，总结临床经验，并多次与米老一起上山下乡，到基层农村为农民兄弟治疗疾病。在米老指导下学习工作，历时近10年，使他受益匪浅。

1972年他先后在中国中医科学院西苑医院、北京中医医院、中国医学科学院阜外医院、北医人民医院等医院进修学习中西医结合诊治心血管疾病2年。当时交通极其不便，他便从西安把自家的自行车托运到北京，无论严寒或酷暑，都阻挡不了他学医的热情和决心，为了听讲座，跟名师，他每天骑车数十里往返于这几家医院学习。他先后跟随全国知名专家王文鼎、赵锡武、郭士魁、岳美中、方药中等出诊，会诊疑难病症，聆听他们的讲课与辅导，收集整理了包括北京中医医院关幼波、广安门医院蒲辅周等诸多名家的临证医案；跟着陈可冀、翁维良等多位专家学临床、做科研、读名著,学习了冠心Ⅱ号临床研究的科研思路与方法。在近两年的学习过程中，他渐渐步入了中医殿堂之门，这也为他此后的临床、科研之路打下了坚实的基础。学习期间深受赵锡武、郭士魁两位名老中医的影响，赵锡武主张冠心病从痰论治，郭士魁主张从瘀论治，这对他后来冠心病胸痹心痛痰瘀互结理论的提出、形成，产生了深远的影响。在这个启发下，他构思胸痹心痛痰瘀互结证，他和他的研究组收集了大量胸痹心痛病痰瘀互结证病例，用自创的加味瓜萎薤白汤治疗有效；1974年于《陕西新医药》发表了痰瘀互结论最早的论文“加味瓜萎薤白汤治疗冠心病心绞痛44例小结",开启了痰瘀互结论的先河。

时任卫生部主管中医工作的郭子化副部长在外出考察工作后，返京途经三峡时，感慨万千，赋诗一首：“既知方向正，逆水也坚行，三峡漩流急，神思更坦平。”雷忠义常以此诗激励自己，坚信勤能补拙。近半个世纪以来，他总是以“人一之，我十之，人十之，我百之”的信念，每天挤出2～3小时的时间学习，常年订阅5种以上医学杂志。白天忙，晚上补，雷打不动。时至今日，已达耄耋之年的他仍坚持每日阅读的习惯，经常阅读心血管领域的最新指南和研究进展，不断更新知识储备，并常和年轻医生们在一起学习探讨。以中医为中心，旁及西医及相关文化哲理，兼收并蓄，坚持数十年如一日，不断完善提高自己。这些经历为他事业上的成功奠定了坚实的基础。