滿族，字伯潛。1900年10月2日出生于奉天省城東郊（今沈陽市郊）。家庭世代務農，父親是家族中第一代讀書人，晚清歲貢，經殿試后欽點七品，回鄉先后任女子師范學校校長和省教育科長等職。

　　童寯8歲進蒙養院，1910年，入奉天省立第一小學，1917年，考入奉天省立第一中學。這一階段正值推翻滿清王朝和軍閥混戰時代，東北又飽受日本侵略之苦，因而“渴求和平”、“建設富強中國”和“讀書救國”、“科學救國”成為他的理想。1920年，中學畢業后去天津新學書院專修英語，次年夏天，先后參加唐山交通大學和北平清華學校（清華大學前身）高等科入學考試，均以優異成績通過。他學習勤奮，各門功課成績優異，英文和繪畫更為突出。還被選為《清華年刊》藝術組成員和美術編輯，舉辦過個人畫展。

　　1925年升入大學科，獲得留美資格。同年秋，公費赴美，就讀于費城賓夕法尼亞大學建筑系，與楊廷寶、陳植、梁思成等先后同窗學習。在校學習刻苦勤奮，同學間以從不涉足娛樂場所而廣為傳聞。在校學習期間，先后獲全美大學生設計競賽一、二等獎牌各一枚。1928年冬，以3年修滿6年全部學分，獲得建筑學碩士學位，提前畢業，接著在費城、紐約兩地建筑師事務所實習、工作各一年。1930年，赴歐洲英、法、德、意、瑞士、比、荷等國考察建筑。旅歐期間，西歐古代文明和瑰麗建筑遺跡，以及生機勃勃的新建筑，使他為之振奮和嘆服，這期間他創作了許多彌足珍貴的寫生畫作品。

　　從歐洲回國即受聘于東北大學建筑系，先后任教授、系主任。1931年，九一八事變，建筑系被迫解散，他幫助學生脫離險境后，自己也舉家遷住北平。年底應陳植之邀赴滬，后來與趙深、陳植合組“華蓋建筑師事務所”。1937年，上海淪陷，次年接受資源委員會技術長官葉諸沛

　　之邀輾轉至重慶。后在貴陽開辦“華蓋建筑師事務所”分所，完成省立陳列館、科學館、圖書館和清華中學等許多建筑設計。1944年，應中央大學建筑系劉敦楨之邀抵重慶，在授課之余繼續建筑師業務。這一時期還有許多其他著名建筑師應聘，中央大學建筑系一時人才薈集、蒸蒸日上，這就是中央大學建筑系“沙坪壩黃金時期”。

　　抗日戰爭勝利后，中央大學遷回南京，他仍往返滬寧兩地從事華蓋建筑師事務所業務和在中央大學建筑系任教。1949年，中華人民共和國成立后，專職任教于南京大學建筑系。

　　1952年，院系調整，他在南京工學院（現東南大學）建筑系任教授。

　　晚年他帶研究生并潛心從事研究著述，即使在動亂的年代身處逆境也不中止讀書寫作。曾任南京工學院建筑研究所（現東南大學建筑研究所）副所長和江蘇省第五屆人大代表。