1902年5月28日出生于浙江.
童第周1922年毕业于宁波效实中学。 他1927年毕业于复旦大学哲学系心理学专业,同年到南京中央大学(现南京大学)生物系任助教。 1930年到比利时的布鲁斯尔自由大学留学。 1934年获布鲁斯尔自由大学博士学位,后到英国剑桥大学作短期访问并于年底回国,任山东大学生物系教授。 1937年抗日战争爆发后,他随山大内迁到四川万县。 1938年辗转到重庆,先后任中央大学医学院教授、同济大学生物系教授和复旦大学生物系教授。抗日战争胜利后,1946年国立山东大学在青岛复校,他任山东大学动物学系教授、系主任。 1948年当选中央研究院院士。同年,应美国洛氏基金会邀请到美国耶鲁大学任客座研究员, 于1949年3月回到国立山东大学。 中华人民共和国成立后,他继续担任山东大学动物系教授兼系主任。 1950年他授聘兼任中国科学院实验生物研究所副所长和中国科学院水生生物研究所青岛海洋生物研究室主任。1951年任山东大学副校长。 1955年他当选为中国科学院学部委员(现称院士)并任生物地学部副主任。 1957年任中国科学院海洋生物研究所所长,1959年该所扩建为中国科学院海洋研究所,他仍任所长。1960年,中国科学院生物地学部分为生物学部和地学部,他任生物学部主任兼任中国科学院动物研究所研究员。1977年出任中国科学院动物研究所细胞遗传学研究室主任、副所长、所长。 1978年任中国科学院副院长。在将近50年的科学研究中,他一直从事实验胚胎学、细胞生物学和发育生物学等领域的研究,是中国实验胚胎学研究的创始人之一。
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