原名敦實，後避宋英宗諱，改名敦頤，字茂叔，宋真宗天禧元年（1017）生，道州營道縣（今道縣）人。晚年居廬山蓮花峰下，築室講學，取營道故裏濂溪命名為濂溪書堂，世稱濂溪先生。

父輔成，曾任賀州桂嶺縣令。敦頤15歲時喪父，依舅父龍圖閣直學士鄭向撫育。24歲以蔭受任為洪州分寧縣主簿。仁宗慶曆五年（1045）調南安 軍司理參軍。轉運史王逵受人指使，判殺一罪不當死之囚犯，敦頤據理力爭，並擬棄官而去，說：“如此尚可仕乎！殺人以媚人，吾不為也！”逵感動，免去該犯死 刑。後敦頤為郴縣令。程顥、程頤之父程坰，時任大理寺丞，在南安結識，敦頤遂收二子受學，在郴縣7年。至和元年（1054），改大理寺丞，知洪州南昌縣。 後兩年，改太子中舍僉書，署合州判官事。嘉祜六年（1061），遷國子博士，通判虔州，路經廬山，喜其風景優勝，遂買田築屋於山下，以為引退傳道之地。

英宗治平二年（1065），任永州通判。兩年後，攝邵州事，興學校，複興孔學。次年，以呂公著、趙抃薦，任廣南東路轉運判官，提點刑獄。“盡心職事，務在矜恕，雖瘴癘僻遠，無所憚勞”。神宗熙寧六年（1073），病卒。

敦頤死後，黃庭堅在《濂溪詞並序》中稱其“人品甚高，胸中灑落，如光風霽月”。時士大夫亦譽為清高之士。

為官30年，職位較低，俸祿不高。為赴京師，每出賣家產籌集盤費，但平日俸祿，“悉以周宗族，奉賓友，及分司而歸，妻子饘粥或不給，曠達不以為 意。”其講學授業，為一代儒學大師。其立學旨在教人如何做“聖人”。二程就學時，教以尋求孔子、顏淵做聖人之“樂處”。並提倡孟子“養心莫善於寡欲”等 說。所到之處，必暢遊名山勝水，以吟風弄月為生活樂趣。47歲時作《愛蓮說》，以“出汙泥而不染，濯清漣而不妖”自況。

傳世著作有經朱熹整理之《太極圖說》和《通書》40篇。後人編有《周子全書》。其理學繼承《易傳》及道家某些思想，以太極為理，陰陽五行為氣， 變化無窮，以形成宇宙構成圖式。以“誠”為“人極”，“主靜”、“無欲”才能“立誠”，達到道德最高境界。其哲學思想對宋明理學影響甚大。

二程之後，南宋朱熹視其為理學開山大師，形成學派。事載《宋史·道學傳》。