傅斯年自幼聪敏，11岁读毕《十三经》，1909年入天津府立中学读书。1913年进北京大学预科，1916年因成绩优良，升入北大中文系，1919年毕业。在北大学习期间，与同学罗家伦、顾颉刚等人组织新潮社，筹备出版《新潮》杂志，在陈独秀、李大钊等帮助下，于1919年元旦发行创刊，傅斯年手撰《发刊旨趣书》。同年参加"五四"运动，是北大学生代表之一，担任游行示威总指挥。年底获公费赴英国留学，曾在伦敦大学学习历史、数学和实验心理学，后又去德国柏林大学学习哲学和历史，均为获得学位。1927年回国，任中山大学教授，中文及历史系主任，代理文学院院长。1928年任中央研究院历史语言研究所所长，创办《独立评论》周刊，宣传抗日。是年10月，出版了《东北史纲》（卷一）。1936年任中央研究院总干事。同年，"西安事变"发生，曾撰文力主惩办张学良将军。前后八年连任四届，每次发言建议，均以促请政府整顿政风为主，对政要孔祥熙尤多质询，屡次批评。他愤怒地在文中写道："孔祥熙几乎把抗战事业弄垮，而财政界的恶风遂为几百年来所未有。"他把孔祥熙比作清末贪臣奕？到最后闹得不可开交，要去法院时，蒋介石乃宴请他替孔祥熙说情。他拒绝说："委员长我是信任你的，至于我因为信任你，也就应该信任你所任用的人，那么，砍掉我的脑袋也不能这样说！"在座的人都大惊失色，蒋介石也为之动容。不久，行政院长便换了人。1945年7月，中央银行国库局发生重大舞弊案，傅斯年慷慨陈词力主严办。8月初，傅在《大公报》发表《黄祸》一文，响应政府征收中央银行黄金存户之部分黄金的号召，对当时若干豪门巨户，以及参政员中银行家力谋反对之企图，予以当头一棒。1945年，傅斯年一度代理北京大学校长，并以北京大学代理校长的身份，由重庆飞抵北平，办理北大迁校事宜。是年夏，胡适由美返国，任北大校长，傅遂卸任代理校长职务。1947年2月25日，在南京出版的《世界评论》上刊出了他撰写的《这个样子的宋子文非走开不可》。文中列举了宋的五大罪状，面对宋子文的劣迹，辛辣地讽刺到："说他不聪明罢，他洋话讲的不错，还写了一笔不坏的中国字；说他聪明吧，他做的这些事，难道说神经有毛病吗？"文章最后强调："国民政府……政治上失败不只一事，而用这样的行政院长，前有孔祥熙后有宋子文，真是不可救药的事！国家吃不消他们了！人民吃不消他们了！"力言"我们要做的第一便是请走宋子文，并且要彻底肃清孔宋二家侵蚀国家的势力。"文后，各地报章纷纷转载，举国注目，人心大快，宋氏旋即辞职。由此，傅斯年也得个"傅大炮"的美名。
傅斯年先生曾为国共两党和谈积极奔走。1945年4月，抗日战争胜利在望，毛泽东主席发表了《论联合政府》一文，提出了把各党派和无党无派的代表任务团结在一起，成立联合政府的主张。这个主张得到了民主人士的普遍拥护和响应。傅斯年、黄炎培、褚辅成等人商议，要为国共和谈、团结建国做些推动工作。同年7月，褚辅成、黄炎培、傅斯年等6人以民主人士身份到达延安，与毛泽东、周恩来、王若飞等中共领导人进行了会谈。傅斯年先生和毛泽东主席是老相识。"五•四"运动时期，二人同在北京大学，毛在北大图书馆任图书管理员，傅是北大学生，常在图书馆看书，二人开始相识。后来毛泽东在湖南创办了《湘江评论》，傅斯年在北大创办了《新潮》杂志，二者遥相呼应，相互声援。这些使毛、傅二人更觉亲近。因此，毛泽东主席曾单独邀请傅斯年先生谈了整整一个晚上。谈话中，毛泽东主席高度赞扬傅斯年"五•四"期间在反帝、反封建方面作出的贡献。傅斯年回答说："我们不过是陈胜、吴广，你们才是项羽、刘邦。"毛泽东主席当时对此未坐正面回答。两个人无拘无束，从局势到历史，从抗日战争到国共和谈，无所不谈。当长谈结束时，傅斯年提出想要一副毛泽东的亲笔手书，毛泽东主席欣然应许。傅、黄、褚等人离开延安时，毛泽东、周恩来、朱德等中央领导人亲自到机场送行。毛泽东主席将亲笔手书给傅斯年。登机后，傅斯年展开毛泽东书写的条幅，上面写的是北宋诗人钱惟？的两句诗："不将寸土分储子，刘项原来是匹夫"。 傅斯年心理明白，站正是毛泽东对他那个比喻的答复。同年8月，毛泽东主席亲赴重庆谈判。9月5日，傅斯年和6位赴延安的参政员在傅先生的工作单位中央研究院设宴招待了毛主席。
傅斯年先生才华横溢，早在青少年时期就有"黄河流域第一才子"之美誉。在北京大学读书时，是出类拔萃、学业超群的学生。胡适先生曾说，傅斯年先生旧学功底比他好，才气比他高，办事能力比他强。并称赞傅斯年是"人间最难得、最稀有的天才。"过去还流传过这样一个有趣的故事，说俞大维这个人很聪明，本来也搞文史，并破有成就，自和傅斯年结交后，便忽然弃问学理，是什么原因呢？他说"搞文史的人中出了傅胖子，我们便永远没有出头之日了！"由此可见傅斯年才气之高。
傅斯年先生学贯中西，博古通今，对历史学、考古学、语言学、教育学等造诣精深、贡献巨大，被誉为学术界的"通才"。他主持的安阳发掘取得了举世朱墨的成就。从1982年到1937年"七•七"事变前10年中，当时的中央研究院历史语言研究所，在傅斯年的领导下对安阳进行了大小15次的发掘。其中关于殷代帝王都城的发掘，即候家庄北冈的发掘3次。此外，还发掘了殷都近郊、恒水西岸的殷代遗址12处。这些发掘有着十分重大的意义。大批甲骨文和大量遗迹遗物的发现，极大地充实了古代文化的内容，为上古史研究和古器物学建立了一个据点，遂使商代是史事，由阴晦而日趋显明，中国的信史，也因此向前推进了数百年。
1950年12月20日上午，傅斯年在台湾省议会答复教育行政的质询时过度激动，因脑溢血而猝逝，得年55岁。傅斯年逝世后葬于台湾大学校园，校内设有希腊式纪念亭傅园及“傅钟”;其中，傅钟启用后成为台大的象征，每节上下课会钟响二十一声，因傅斯年曾说过：“一天只有二十一小时，剩下三小时是用来沉思的。”他所提出的上穷碧落下黄泉，动手动脚找东西”的原则影响深远。
无论作为学者，还是作为社会活动家，傅斯年先生在中国现代史上都占有重要位置。1947年聊城解放前夕，八路军曾向入城部队发布三项命令，其中一项就是"妥为保护中国史学傅斯年先生在北街的住宅"。1993年聊城市政府决定成立“傅斯年陈列馆”，1994年程思远副委员长专门为傅斯年陈列馆寄来了题词：“傅公高风亮节，足为后世楷模”。季羡林先生为傅斯年陈列馆题写了匾额。