原名周家纯，湖南省宁乡县人，1883年5月1日出生于一个官宦家庭。青少年时代，受王夫之、魏源、谭嗣同等人的思想影响，积极寻求救国之道。1902年，毅然东渡扶桑，在东京成城中学学习日文，后考入弘文师范学院就读，结识了华兴会黄兴、周震鳞等人。在他们的影响下，接受民主革命思想，积极参加留日学生的革命活动。

1904年回国后，任教于长沙的宁乡速成师范。一年后在其父遗下的大宅院蜕园正式办起了一所女子学校，又迅速扩大规模，建成一所典型的新学堂。1910年将女校定名为周南女子师范学堂，自任校长，聘徐特立任小学部主事兼师范部主任，学生达400多人。在办学过程中，顶住了来自家族和社会各方面的压力。为克服办学经费的困难，除变卖老家的田产房屋外，还说服其母拿出私人积蓄和陪嫁的金银首饰。此项毁家兴学义举，备受各界赞誉和支持。在治校方面，一是要求教师既要有广博的学识，又要有高尚的品德。所聘教师徐特立、周震鳞、陈章甫、周世钊等学有专长、思想进步；二是要求学生严格，以“节制整洁、博爱忠恕、勤勉耐劳”为校训。学生应具有自治心、公共心、进取心。教与学以开发智力、提高技能、强健体魄、规范品行为目标，使他们成为对国家、社会有用的人才。向警予、蔡畅、丁玲、曹孟君、杨展等都出自其门下。

他是共产党最忠诚的朋友。建党初期，他参加了毛泽东发起的许多革命活动。大革命时期，他是国共合作的忠实拥护者，参加了国民党第一次全国代表大会，出任过毛泽东、李富春具体领导的国民党政治讲习班行政干事、湖南省政府委员、国民党长沙党部常委兼市政筹备处处长，倾全力参与和推进工农革命运动。大革命失败后，潜往上海，在法租界开设小酒店，作为党的秘密联络点。何叔衡、李富春、谢觉哉、李维汉、徐特立等共产党人，均去该店聚会过。为保证党组织的安全，他断绝与亲友来往，多次迁移住处。他还追随宋庆龄、鲁迅、蔡元培等人发起中国自由运动大同盟，反对国民党的独裁专制统治。他在身患胃癌的情况下，仍以极大兴趣阅读进步书刊，渴望了解红军的动态。1932年秋病逝。终年49岁。全国解放后，党和政府为了表彰他对中国革命所作的贡献，将他的遗骨从上海迁葬于北京八宝山革命公墓。

1937年，毛泽东在延安会见其小女儿朱仲丽时深情地说：“朱先生真是好人，很有骨气，过早去世很可惜。”徐特立说：“朱剑凡是富家少爷，能及早走向革命，一生为革命奔走牺牲，实为我国罕见人物。”