1914年1月24日出生于江蘇省淮陰縣。1919年入小學讀書，1926年高小畢業(yè)后考取袁江中學就讀，后因家庭生活困難，輟學在家自學。1944年7月于鎮(zhèn)江師范畢業(yè)后考入上海交通大學機械系，1947年畢業(yè)后，抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)，他懷著抗日救國的志愿參加了南京國民政府空軍，在航空機械學校受訓(xùn)。
1948年4月結(jié)業(yè)后，他輾轉(zhuǎn)于云南壘允、昆明，緬甸八莫，四川新津等飛機制造廠，負責并參加了霍克-ⅲ、и-15、и-16等飛機的修理及機場的服務(wù)工作。1944年10月，他赴美國康維爾飛機制造公司任雇員，參加了b-24轟炸機的設(shè)計、制造和240型“空中行宮”雙發(fā)運輸機的應(yīng)力分析工作。
1945年8月抗日戰(zhàn)爭勝利，他進入密歇根大學航空研究院攻讀力學。1946年9月，南京國民政府與英國格洛斯特飛機制造公司簽訂了合作設(shè)計噴氣式戰(zhàn)斗機的協(xié)議，黃志千等一行遂轉(zhuǎn)赴英國參加設(shè)計工作。在此期間他認真研究了英國的“流星”型先進戰(zhàn)斗機和ei44型噴氣式戰(zhàn)斗機的技術(shù)資料，直接參加了機身后段的結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過這次設(shè)計工作使他受益匪淺，為他后來設(shè)計殲擊機提供了技術(shù)借鑒和寶貴的實踐經(jīng)驗。
1949年4月，黃志千乘船離英，途經(jīng)孟買、新加坡、香港，并經(jīng)朝鮮仁川，于6月回到天津。歸國后，黃志千在華東軍區(qū)航空工程研究室立即投身于建國初期航空工業(yè)建廠計劃的草擬工作，并負責修建福建省建甌機場。1951年7月，他調(diào)任沈陽飛機制造廠設(shè)計科代理科長，負責抗美援朝作戰(zhàn)飛機миг-9和миг-15的修理工作。
1954年9月，黃志千擔任航空工業(yè)局第一技術(shù)科設(shè)計組組長，協(xié)助科長組織、領(lǐng)導(dǎo)和管理各飛機制造廠的設(shè)計工作，并為修理лa-9飛機配制機翼進行靜力試驗作技術(shù)指導(dǎo)。1956年初，他參加了我國科學技術(shù)十二年發(fā)展規(guī)劃的制定。同年8月，我國在沈陽組建第一個飛機設(shè)計研究室，黃志千被任命為該室的副主任設(shè)計師。他與其他設(shè)計師領(lǐng)導(dǎo)共同領(lǐng)導(dǎo)了設(shè)計室的創(chuàng)建工作，并成功地設(shè)計了殲教-1型噴氣式教練機。隨后，他又參與組織領(lǐng)導(dǎo)了初教-6型初級教練機和強-5型強擊機的總體方案設(shè)計。
1961年8月，航空研究院沈陽飛機設(shè)計研究所成立，黃志千被任命為總設(shè)計師。他同其他領(lǐng)導(dǎo)人一起，組織領(lǐng)導(dǎo)了我國第一個飛機設(shè)計研究所的創(chuàng)建工作，并為“殲-8”型高空高速殲擊機的研制成功奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
沈陽飛機設(shè)計室成立后的第一個任務(wù)是高亞音速噴氣式教練機“殲教-1”型飛機的設(shè)計。他提出該機的性能應(yīng)與世界同類飛機相當，材料應(yīng)立足于國內(nèi)；最大飛行速度為700～800公里／小時，航程約1000公里；飛機升限大于12公里，機體為全金屬結(jié)構(gòu)，前三點式起落架；兩側(cè)進氣，雙座，梯形下單翼的總體氣動布局。實踐證明，由他負責審查的主要結(jié)構(gòu)圖紙和氣動、強度分析報告，經(jīng)靜、動力試驗和試飛驗證，計算分析數(shù)據(jù)和試驗數(shù)據(jù)基本一致。殲教-1型飛機從1956年11月開始設(shè)計，到1958年7月前飛上天，只用了1年9個月的時間。其研制周期比日本、波蘭、捷克斯洛伐克同時代教練機的研制周期都短。
飛機設(shè)計研究所成立后，黃志千又領(lǐng)導(dǎo)了對米格-21型飛機的仿制及預(yù)研工作。他堅決貫徹“仿制、摸透、到自行設(shè)計”的方針，及時組織了反設(shè)計及預(yù)研工作。在對米格-21型飛機的系統(tǒng)原理、成品附件及試驗方法等研究的同時，又對美國飛機殘骸中的附件進行了對比分析研究。這都為由仿制實現(xiàn)自行設(shè)計的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)移和殲-8型飛機的自行設(shè)計作了技術(shù)儲備。1964年7月，他與徐舜壽一起作了“62式(米格-21型)飛機設(shè)計工作中的主要技術(shù)問題和研究計劃”的技術(shù)報告，總結(jié)了“摸透”工作中的成果與經(jīng)驗，在他們的組織領(lǐng)導(dǎo)下，使我國的航空工業(yè)穩(wěn)步地邁上了自行設(shè)計馬赫數(shù)為2倍音速殲擊機的新階段。
黃志千是一位熱愛社會主義祖國的知識分子，也是一位求實、進取的飛機設(shè)計師。他不圖名，不為利，勤勤懇懇地為我國航空設(shè)計事業(yè)貢獻了一生。他生活儉樸，平易近人，嚴于律己，寬于待人，他要求青年技術(shù)人員要具有嚴格的工程素質(zhì)，認為圖紙是工程的基礎(chǔ)，要求他們嚴格遵守制圖規(guī)定，練好基本功。他特別重視預(yù)研工作，為新機設(shè)計有所創(chuàng)新打下了良好的基礎(chǔ)。
1965年5月20日，黃志千赴西歐考察，途經(jīng)開羅上空因飛機失事不幸罹難，被中央軍委追認為烈士。享年51歲。