1902年8月17日生于江蘇省江都。1922年畢業(yè)于江蘇揚州省立第五師范學校，隨后進入廈門大學化學系學習，后轉(zhuǎn)入國立東南大學（1928年更名國立中央大學，1949年更名南京大學）化學系。1929年赴法國巴黎大學攻讀有機化學，1932年獲得博士學位，此后轉(zhuǎn)入德國柏林大學從事毒氣研究。

1933年應浙江大學化學系系主任酈坤厚邀請，在浙大教授有機化學。1934年起任浙大化學系系主任。1940年任貴州農(nóng)工學院籌備委員會委員。1943年周先生轉(zhuǎn)任四川大學理學院院長，隨后赴英國倫敦大學進修。由于受到德國飛機轟炸的驚恐，又加上學術(shù)成果幾次被剽竊，周先生受到重大打擊，罹患精神分裂癥。

周厚復最早在中國探討電子學說在有機化學中的應用。1944年他撰寫的有關(guān)原子結(jié)構(gòu)理論的論文，被英國皇家學會推薦為諾貝爾化學獎評選論文。

1948年周厚復先生移居臺灣，任臺北工業(yè)試驗所有機研究室主任，1970年5月17日因肝病辭世于臺北。