出生于江苏省阜东县东坎镇一个普通的农民家庭里。1944年，他15岁时投身革命，曾随军南下，挺进大别山，参加过淮海战役。他在部队当过文化教员、文工团员、炮兵连指导员。此间，他导演了歌剧《白毛女》并扮演了主角王大春，组织参与了《白毛女》、《刘胡兰》、《前线》、《血泪仇》和《王秀鸾》等优秀剧目的演出。


丰富的生活经历，为他后来走上银幕打下了基础。1951年，他被选送到中央电影表演艺术研究所学习。1955年庞学勤分配到长春电影制片厂。他在银幕上扮演的第一个角色，是1957年林农导演的《边寨烽火》里的边防军指导员。英俊的外表、纯朴的气质，以及严肃认真、刻苦钻研的创作态度，赢得了导演的喜爱和信任。庞学勤自己则通过这一次实践，懂得了作为电影演员不仅要注意人物外表的真实，更重要的是刻画人物心灵的真实，这样才能达到较高的艺术境界。1958年庞学勤参加了《船厂追踪》、《心连心》、《东风》等三部影片的演出，并主演了影片《古刹钟声》。在《古》片中他塑造了一个深入虎穴、机敏果敢的解放军侦察科长的形象，得到了观众的认同。1959年，他在王炎导演的《战火中的青春》里扮演雷振林，一改自己在生活中文静、矜持的性情，成功地塑造了一个粗犷勇猛、大大咧咧，有点个人英雄主义的解放军排长的形象。影片一上映，就受到观众的欢迎。后来，周恩来总理将此片带到国外，同样赢得了国外观众的好评。庞学勤还曾参加《烈火中永生》、《甲午风云》、《兵临城下》等多部优秀影片的演出。其中尤以在《甲午风云》中扮演的水兵王国成，在《兵临城下》中扮演的中共地下工作者李忠民，最为出色。


庞学勤是在战火中锻炼成长起来的表演艺术家，对部队生活和我军指战员大无畏的革命精神非常熟悉，他的一举手一投足都具备革命军人气质，成功刻画和塑造了一个个为新中国的解放事业浴血奋战、勇于献身的正面人物的光辉形象。1992年之后，庞学勤多次应邀担任“金鸡奖”和“百花奖”的评委、顾问等，参加全国各地举办的影视艺术节活动。