原名周家純，湖南省寧鄉縣人，1883年5月1日出生於一個官宦家庭。青少年時代，受王夫之、魏源、譚嗣同等人的思想影響，積極尋求救國之道。1902年，毅然東渡扶桑，在東京成城中學學習日文，後考入弘文師範學院就讀，結識了華興會黃興、周震鱗等人。在他們的影響下，接受民主革命思想，積極參加留日學生的革命活動。

1904年回國後，任教於長沙的寧鄉速成師範。一年後在其父遺下的大宅院蛻園正式辦起了一所女子學校，又迅速擴大規模，建成一所典型的新學堂。1910年將女校定名為周南女子師範學堂，自任校長，聘徐特立任小學部主事兼師範部主任，學生達400多人。在辦學過程中，頂住了來自家族和社會各方麵的壓力。為克服辦學經費的困難，除變賣老家的田產房屋外，還說服其母拿出私人積蓄和陪嫁的金銀首飾。此項毀家興學義舉，備受各界讚譽和支持。在治校方麵，一是要求教師既要有廣博的學識，又要有高尚的品德。所聘教師徐特立、周震鱗、陳章甫、周世釗等學有專長、思想進步；二是要求學生嚴格，以“節製整潔、博愛忠恕、勤勉耐勞”為校訓。學生應具有自治心、公共心、進取心。教與學以開發智力、提高技能、強健體魄、規範品行為目標，使他們成為對國家、社會有用的人才。向警予、蔡暢、丁玲、曹孟君、楊展等都出自其門下。

他是共產黨最忠誠的朋友。建黨初期，他參加了毛澤東發起的許多革命活動。大革命時期，他是國共合作的忠實擁護者，參加了國民黨第一次全國代表大會，出任過毛澤東、李富春具體領導的國民黨政治講習班行政幹事、湖南省政府委員、國民黨長沙黨部常委兼市政籌備處處長，傾全力參與和推進工農革命運動。大革命失敗後，潛往上海，在法租界開設小酒店，作為黨的秘密聯絡點。何叔衡、李富春、謝覺哉、李維漢、徐特立等共產黨人，均去該店聚會過。為保證黨組織的安全，他斷絕與親友來往，多次遷移住處。他還追隨宋慶齡、魯迅、蔡元培等人發起中國自由運動大同盟，反對國民黨的獨裁專製統治。他在身患胃癌的情況下，仍以極大興趣閱讀進步書刊，渴望了解紅軍的動態。1932年秋病逝。終年49歲。全國解放後，黨和政府為了表彰他對中國革命所作的貢獻，將他的遺骨從上海遷葬於北京八寶山革命公墓。

1937年，毛澤東在延安會見其小女兒朱仲麗時深情地說：“朱先生真是好人，很有骨氣，過早去世很可惜。”徐特立說：“朱劍凡是富家少爺，能及早走向革命，一生為革命奔走犧牲，實為我國罕見人物。”