1993年，经中国有关部门的批准，正式成立周培源基金会。

1902年8月28日出生于江苏省宜兴县的一个书香之家。父亲周文伯是清朝秀才。母亲冯瑛生有一子三女，周培源排行第二。

1919年，考入清华学校（今清华大学前身）中等科。学习期间，发表数学论文《三等分角法二则》，受到当时数学教授郑之蕃的赞许。

1924年，由清华学校高等科毕业。同年秋天，因成绩优秀，被清华学校派送去美国芝加哥大学数理系继续完成大学课程。

1926年春、夏两季分别获学士和硕士学位。

1927年，周培源入美国加利福尼亚理工学院继续攻读研究生。他先从师贝德曼，后改从E.T.贝尔做相对论方面的研究，次年获理学博士学位，并获得最高荣誉奖（Summa cum laude）。

1928年秋，他赴德国莱比锡大学，在W.K.海森伯（Heisenberg）教授领导下从事量子力学的研究。

1929年，赴瑞士苏黎世高等工业学校，在S.泡利（Pauli）教授领导下从事量子力学研究。同年回国，被聘为国立清华大学物理系教授，其时年仅27岁，并先后在西南联大、北京大学任教授。

1932年，周培源与王蒂澄女士结婚，生有四个女儿。王蒂澄退休前，一直在清华大学附属中学教书。

1936年至1937年，据清华大学休假规定，周培源赴美国，在普林斯顿高等学术研究院从事理论物理的研究。其间参加了爱因斯坦（Einstein）亲自领导的广义相对论讨论班，并从事相对论引力论和宇宙论的研究。

1937年，他假满回国。不久，抗日战争爆发。7月底，平津沦陷。8月，侵华日军开进了清华园。周培源受校长梅贻琦之托，安排学校南迁，曾 先后任长沙临时大学和昆明国立西南联合大学物理系教授。在这期间，他抱著科学家应为反战服务，以科学拯救祖国危亡的志向，毅然转向流体力学方面的研究。

1943年至1946年，周培源再次利用休假赴美国。他先在加利福尼亚理工学院从事湍流理论研究，随后参加美国国防委员会战时科学研究与发展局海军军工试验站从事鱼雷空投入水的战事科学研究。当时，周培源明确提出：不做美国公民；只担任临时性职务；可以随时离去。

1946年7月离职去欧洲参加牛顿诞生300周年纪念会和国际科学联合会理事会；他还参加了在法国召开的第六届国际应用力学大会，并被这次大会以及会后新成立的国际理论与应用力学联合会选为理事。同年10月，周培源由欧洲重返美国。

1947年2月，与夫人携三个女儿全家离开美国返回上海。4月回到北平，继续在清华大学担任教授。并相继担任清华大学教务长、校务委员会副主任，1981年因年事已高，周培源主动辞去了校长职务。

1951至1982年间，任中国物理学会理事长，名誉理事长；

1952年，在北京大学领导创办了中国第一个力学专业，即北京大学数学力学系力学专业，还领导建造了北京大学直径2.25米的三元低速风洞。[12] 相继任北京大学教授、教务长、副校长、校长、党委副书记。

1955年，当选为中国科学院学部委员，并曾任数理化学部的常务委员。

1957至1986年间，任中国力学学会副理事长，名誉理事长。

1958至1986年间，先后任中国科学技术协会书记处书记、副主席、代主席、主席，名誉主席。

1959年加入中国共产党。

1972年10月6日在《光明日报》上发表一篇5000多字的阐述基础理论的教学和研究的必要性与重要性的文章，同时还给周恩来总理写信，提出加强基础理论研究的三点建议。

1978至1981年间，任中国科学院副院长。