1902年8月17日生于江蘇省江都。1922年畢業(yè)于江蘇揚(yáng)州省立第五師范學(xué)校，隨后進(jìn)入廈門(mén)大學(xué)化學(xué)系學(xué)習(xí)，后轉(zhuǎn)入國(guó)立東南大學(xué)（1928年更名國(guó)立中央大學(xué)，1949年更名南京大學(xué)）化學(xué)系。1929年赴法國(guó)巴黎大學(xué)攻讀有機(jī)化學(xué)，1932年獲得博士學(xué)位，此后轉(zhuǎn)入德國(guó)柏林大學(xué)從事毒氣研究。

1933年應(yīng)浙江大學(xué)化學(xué)系系主任酈坤厚邀請(qǐng)，在浙大教授有機(jī)化學(xué)。1934年起任浙大化學(xué)系系主任。1940年任貴州農(nóng)工學(xué)院籌備委員會(huì)委員。1943年周先生轉(zhuǎn)任四川大學(xué)理學(xué)院院長(zhǎng)，隨后赴英國(guó)倫敦大學(xué)進(jìn)修。由于受到德國(guó)飛機(jī)轟炸的驚恐，又加上學(xué)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(fù)最早在中國(guó)探討電子學(xué)說(shuō)在有機(jī)化學(xué)中的應(yīng)用。1944年他撰寫(xiě)的有關(guān)原子結(jié)構(gòu)理論的論文，被英國(guó)皇家學(xué)會(huì)推薦為諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)評(píng)選論文。

1948年周厚復(fù)先生移居臺(tái)灣，任臺(tái)北工業(yè)試驗(yàn)所有機(jī)研究室主任，1970年5月17日因肝病辭世于臺(tái)北。