童第周，1902年生于浙江邓县童家岙一个穷秀才家庭，是童秀才家的第七个孩子，童秀才希望他长大以后“年年及第，样样周全”，故取名童第周。而这个聪明的孩子也并没有辜负父亲的期望，长大以后成了新中国著名的生物学家、教育家、实验胚胎学家。
童第周童年时，随着爷爷、爸爸相继去世，家境变得相当清贫。在大哥的支撑下，童第周总算读了几年私塾。之后，爱读书而又聪明的童第周在家闲了一段时间，直到二哥参加工作后，才重新得到读书的机会。在宁波师范预科班读了一年书后，从未上过中学的童第周竟然考上了宁波效时中学三年级插班生，刚上效时中学时英文和几何成绩很差的他，竟然在一个学期后由全班的“倒数第一”，一跃而成为“正数第一”。
中学毕业后，童第周考上了复旦大学哲学系心理学专业。这期间，他经常去听生理学教授蔡堡的讲课，对生理学、“胚胎学”产生了浓厚的兴趣，并决定从头开始，学习和钻研胚胎学。
1926年秋，24岁的童第周从复旦大学毕业后，正是第一次国内革命战争结束，国共合作还未彻底破裂的时候。由于国家还处在百业未兴的时候，大学毕业就等于失业。因此，童第周通过熟人找到了曾在效时中学工作过的浙江省民政厅长陈布雷，经陈布雷介绍参了军。
参军后，由于不满国民党军队对国共合作的破坏，童弟周忿然离开了军队。
离开军队后，童第周先是在恫庐县谋了个建设科长职位，后经中央大学生物系主任、童第周复旦大学的老师蔡堡的推荐，到中央大学当助教。1930年1月童第周和叶毓芬在中央大学结婚。
1930年8月，童第周在亲友的帮助下，筹集了很少的资金，乘火车经满洲里，到莫斯科，再转布鲁塞尔，来到了比利时比京大学，拜校长、生物学家布拉舍为师。
在比京大学的布拉舍一达克生物实验室， 由于他的聪明、好学、心灵手巧，很快就博得了实验室全体人员的好感，并很快以两篇高水平的论文通过了博士论文答辩。
由于童第周在理论和实验上表现出较高的水平和技能，他随达克教授又转到法国的海滨实验室做海鞘试验。在海滨实验室，童第周的工作受到英国著名科学家李约瑟的赞叹：“年轻的中国人，有才华的中国人！”
1931年，“九一八”事变后，由于国家贫穷落后，才华横溢的童第周在国外饱受了欺凌和屈辱，抱着“只有祖国的解放，才能使生物学获得真正的价值”的信念，告别了比利时，从英国回到祖国。
回国后，童第周来到青岛山东大学，把全部的爱国热忱都倾注到从事海洋生物的研究和教学中，由于国民党政府、蒋介石的腐败无能和执行不抵抗政策，青岛很快陷落，山东大学被迫从青岛搬迁到安徽省安庆市，后又从安庆搬到武汉，最后被蒋介石一声令下解散了。
这样，童第周又经友人介绍，来到已经搬到重庆的复旦大学生物系教书。
在复旦大学，由于条件相当艰苦，要从事生物学这样实验性很强的科学研究，没有显微镜是不行的，为此，童第周省吃俭用，东借西凑买下了一台德国产的旧式显微镜，开始了他的生物学研究工作。
就这样，凭着这惟一可称得上是实验仪器的显微镜，童第周在复旦大学所在地北碚这个小镇上，写出了一篇又一篇高质量的论文。当英国科学家李约瑟看到童第周在如此简陋的条件下完成了世界先进水平的实验时，不断惊呼：“奇迹！科学史上的奇迹！”
童第周不仅在科学研究上精益求精，而且在做人方面也为人正直，踏踏实实，富有正义感。在山东大学、复旦大学，他多次带领学生抵制日货，反对国民党对教学环境的破坏，挫败了复旦大学的三青团分子对正直教授的迫害企图，抵制住了国民党对他进行的名誉、地位、金钱的诱惑。
正当童第周在抗战胜利的喜悦中准备迎接全国的解放时，美国洛克菲勒基金会邀请他去美国考察、讲学和做研究，在征得地下党同志的同意后，童第周来到美国耶鲁大学实验室。在耶鲁大学，由于他的言论很像共产党员，而受到了冷遇，加上他迎接解放的心情很急切，因此，童第周提前回国。回国后在地下党同志的安排下躲过了蒋介石反动政府的追查。
当新中国回到人民的怀抱，山东大学回到人民的怀抱中时，童第周以极大的热情投入到生物学的研究和教学中。在他的建议下，成立了中国科学院水生生物研究所青岛海洋研究室。
当中国科学院成立了4个学部时，童第周被调到北京，担任生物地质学部的副主任。此时，党中央、毛泽东正向全国发出了“向科学进军”的伟大号召，广大科技工作者以从未有过的热情投入到勇攀科学高峰的奋斗之中，经历过苦难和艰辛的童第周，终于迎来了科学的春天。
正当童第周以极大的热情进行海洋、生命生物奥秘的探索的时候，“文化大革命”开始了。
他被林彪、“四人帮”一伙打成了“反动学术权威”关进了“牛棚”。半年后，不让他从事科研，只许他打扫厕所和楼道。“一个科学工作者不能搞科学研究，生命还有什么价值呢？”在身心受到摧残，实验用的仪器、设备和实验动物都没有的情况下，童第周利用点滴时间偷偷地研究生物遗传学著名专家摩尔根的著作，并对摩尔根的“基因”学说提出了质疑。通过大量实验童第周终于向人们证明了一个真理：生物性状钓出现，并不完全决定于细胞核，细胞质也表现了它的主动的、积极的作用。通过进一步的研究，他在脊索动物鱼类和两栖类的细胞和细胞质在个体发育、细胞分化和性状遗传中的相互关系的研究中，取得了创造性的研究成果，引起了国际上的重视。
70年代以后，他和牛满江教授合作，在世界上首次从鲫鱼卵巢成熟卵子中提取信息核糖核酸，注射入刚受精的金鱼卵，促成遗传型特性的形成。后来，人们将用这种遗传特性产生的金鱼称为“童鱼”。
在近50年的科学生涯中，童第周取得了许多令世人瞩目的成果。他和夫人叶毓芬一起在早期从事的脊索动物、鱼类动物和两栖类动物卵子发育能力的研究就有独特的发现，为国际上这方面的研究提供了系统的重要文献，也为后来他进一步研究文昌鱼在动物分类学上的地位提供了重要依据。
童第周在繁重的科学研究工作之余，还做了大量的科研组织工作，获得了许多荣誉。他曾任中国科学院实验生物研究所副所长、海洋研究所所长、动物研究所所长，生物学部委员和副主任，中国科学院副院长，第一、二届全国人大代表，第三、四、五届人大常委会委员，第五届全国政协副主席。1978年加入中国共产党。
由于长期繁重的科研工作和科研组织工作，童第周的身体受到很大影响。1979年3月30日，科学界的一颗明星，新中国实验胚胎学的创立者不幸在北京病逝。