颜元祖籍直隶（今河北省）博野县北杨村，父亲颜昶因家贫，幼时就过继给蠡县刘村朱九祚为养子，改姓朱。明崇祯八年（年）三月十一，颜元就出生在蠡县刘村，取名朱邦良，乳名园儿。颜元的父亲经常受到朱家的虐待和歧视，他四岁，父亲随清军逃往关外，从此杳无音讯。
颜元八岁时，接受启蒙教育，师从吴洞云。吴洞云跟别的教书先生不一样，能骑马射箭，喜操戟弄剑，而且满腹韬略，同时长于医术和数术。颜元英资豪迈的气质，就是跟随吴洞云慢慢养成的。四年后，颜元因朱吴两家的一点琐事，无奈地离开了吴洞云的私塾。
清顺治元年（年）清军入关，当时有反清复明的队伍，而颜元的养祖父朱九祚以“率众守里”为名，对抗反清复明组织，获得大胜，被清朝任命为巡捕官。后来清朝裁撤官员，朱九祚谢任。
便回了农村老家，教孙耕读。十四岁那年，颜元看到《寇氏丹法》，立志修仙，十五岁时娶妻，因为学仙，坚决不接近妻子。十六岁后，明白了所谓仙术都是骗人的，于是弃之不学。颜元的养祖父想给他贿买一个秀才头衔，颜元不同意，说：“宁为真白丁，不作假秀才。”后来十九岁时，颜元还考中了秀才。
颜元二十岁时，因朱家缠上一起官司，家道中落，颜元肩负起了全家的生活重担。他从劳作中体会到了自己健硕身体带来的快乐。
二十一岁时，他才接触到《资治通鉴》，身处明亡清兴的时代，明白了古今兴替的道理，于是决定不再考取功名，立志作圣贤。此后，他博学广涉，有了人生明确的目标。
二十三岁时，他得到七部兵书，便彻夜研习，还时常练习技击之术。这个时候，他接触到了陆九渊、王阳明的心学，以为这就是圣人之道。
二十五岁时，得到《理性大全》一书，如获至宝。从中知道了程朱理学的宗旨，认为理学比心学更为纯粹，于是按照理学的教导，坚持主敬、存诚。
他还在家中立起“道统龛”，正位供奉伏羲至周公、孔子，配位供奉颜、曾、思、孟、周、二程、张、邵、朱。周围的人为此讥笑他，但颜元不以为然，一本正经、无比真诚的拜祭他心中的圣人！
二十六岁时，颜元在白塔寺遇到一个叫无退的僧人，正在宣讲佛法，讲的是口吐莲花，出神入化。颜元说：“大师说的这么好，但只有一件不好。”无退问之，颜元答到：“可恨不许有一妇人。”无退问：“你这是什么道理？”颜元答：“无一妇人，更何讲道？当日，释迦之妇有一妇人，生释迦，才有汝教；无退之妇有一妇人，才有无退，今日才与我有此一讲。若释迦妇与于无退妇无一妇人，然释迦、无退无之矣，今日又哪来的佛教，白塔寺又焉得此一讲乎？……”一番话说的无退泪流满面，于是脱下袈裟，回家去了。
令他思想发生重大转变的是他养祖母的去世。康熙七年（年）养祖母刘氏病逝，他深感养祖母恩深，悲痛至极。同时，因为父亲不在，颜元以孙子身份灵前承重。他三日不食，朝夕祭奠。养祖母下葬后，亦朝夕哭祭，哀痛至极，乃至生了大病。朱氏家族一老翁看到他这样，非常怜悯他，告诉他祖母不孕，其妇乃他姓乞养者。于是到改嫁的母亲那里寻问，果真如此，这才哀情减半。
颜元居丧期间恪守朱子《家礼》，不敢越雷池一步，从死亡边缘爬回来之后，开始反思这诸多违背性情之处。他翻看《仪礼》来对照，这一对比，发现朱子《家礼》削删篡改的地方很多，许多都不符合古礼。
于是，他开始对程朱理学进行全面清算，于是悟到：“周公之六德、六行、六艺，孔子之四教，正学也；而程朱陆王者乃为禅学、俗学所染，非正务也。”“确立了思不如学，学必以习”的学术思想。认为孟子以后的儒家思想全部都是虚假妄言，全部都背离孔孟本义。并改书房“思古斋”为“习斋”，因此人们称其为“习斋先生”。
自此以后，颜元广收弟子，以复兴孔孟本来的思想为己任，让儒家思想回到了古老的航道上。他写诗勉励自己：“千年绝业往追寻，才把功夫认较真，吾好且须从学习，光阴莫卖与他人。”
养祖母死后，养祖父侧室所生的儿子朱晃唆使养祖父赶走了他。三十九岁时，养祖父去世。于是他回到博野县北杨村认祖归宗，改名颜元，原字易直，改字浑然。
颜元日常从事农田耕作，有一次客人来造访，看到他正在打麦场上挥汗劳作，甚为惊讶。颜元告诉对方：“君子之处世也，甘恶衣粗食，甘艰苦劳动，斯可以无失矣。”
有一次颜元与人骑马，因马受惊，另一个跌落马下，而颜元安然无恙。那人确说：“前明时生员骑马，必有人在马下拽着马辔，现在怎么没了这规矩。”颜元叹到：“不怨自己骑不好，确怨没有仆人帮忙，现在的士人怎么这样了？”
颜元的教学内容除了诗书、作文之外，尤强调六艺，他兢兢业业，以阐扬儒家实学实用思想为己任。他极力批判两千年来重文轻实的教育传统，包括玄学、佛学、理学、心学等。他提倡实学，认为尧、舜、禹、汤、文王、武王、周公、孔子、孟子皆是实学的代表者，如孔子其弟子或习礼、或鼓瑟、或学舞、或问仁孝、或谈商兵政事，于己于世皆有益。汉儒、宋儒败坏了儒家风气，学术完全成了文字游戏。统治者利用科举，把士人囿于文字之中，造成极大危害。道德、经济、人才的腐败与衰竭，皆与此有关。
颜元对自己要求极严，并鼓励弟子大胆指出他的错误。如有一年，他买石氏女为侧室，发现这女人是个傻子，知道被媒人所骗。于是令媒人将女人领回，又讨回原金。不料，媒人又将此女卖与他人。他的弟子李塨知道后向颜元规劝，颜元知道后说：“吾过矣！”于是又将女子买回归还其父。李塨对先生改过之勇极为感动。
颜元五十岁时，只身去往关外，寻找父亲。知道父亲出关，去了盛京，有位镶白旗董千总给了他些钱，开了个糖店，先后娶妻王氏妾刘氏，刘氏生二女，名银孩、金孩。颜昶也想回关里探亲，但因入关被阻未能实现，于康熙十一年（年）病故，葬于盛京附近韩英屯。颜元在盛京张贴寻人启示后，被银孩看到，兄妹相见，抱头痛哭。颜元祭奠父亲的坟墓后，亲自驾车，奉父亲牌位回博野。颜元倡导文武并重，德智体全面发展，他本人更是武术高手。五十七岁时，当时的著名大侠李子青，来拜访颜元，二人比武切磋，以武术闻名的大侠李子青，确败给了近六十多岁的老者，时人称颜元“奇人也”！
康熙三十五年（年），六十二岁的颜元被直隶肥乡县漳南书院聘为主事，他为漳南书院亲书对联：“聊存孔绪，励习行，脱去乡愿、禅宗、训诂、帖括之套；恭体天心，学经济，斡旋人才、政事、道统、气数之机。”又为漳南书院制定了教育内容，与其它书院完全不同。设有四斋：一斋、文事斋，教礼、乐、书、数、天文、地理；二、武备斋，教兵法、功守、营阵、射御、技击；三、经史斋，教十三经、历代史、诰制、章奏、诸文；四、艺能斋，教水学、火学、工学、象数。又设立理学斋，讲程朱理学和陆王心学；帖括斋，讲八股举业。反对理学，讨厌八股的颜元为什么设立这两个学科？颜元解释道：“为我道之敌对，非周孔本学，暂收之以示我道之广，且以应时制，俟积习成，取示之法古，然后空此二斋。”此举惊世骇俗，学界震动。
颜元设立分科教学，这属于首创，已蕴含了近代教育课程的萌芽，将中国古代教育理论推向一个新的高度！
颜元在漳南书院任主事，引来各路名士汇聚，可惜仅数月后，因漳河之水泛滥，书院被淹，他辞归故里，自此再不复出。
八年后，康熙四十三年（年）九月初二，颜元在博野县北杨村家中病逝，享年七十岁。临终前告诫弟子：“天下事尚可为，汝等当积学待用。”弟子私谥“文孝”，葬于博野北杨村祖坟。
颜元一生著作不多，主要著有《四存篇》、《习斋记余》等。他弟子一百多人，其中高徒李塨将他的思想继承并发扬光大，形成一门学派，后人称为“颜李学派”。年，中华民国总统徐世昌下令，颜元和李塨从祀孔庙，这师徒二位是最后从祀孔庙的人。
颜元名言：人才为政事之本，而学校尤为金融人才之本也。
忧愁非书不释，忿怒非书不解，精神非书不振。
寡欲以清心，寡染以清身，寡言以清口。
教子十过，不如奖子一长；教过不改也善人伤情，奖长易功也且全恩。
教以济养，养以行教，教者养也，养者教也。
心中醒，口中说，纸上作，不从身上习过，皆无用也。
志不真则心不热，心不热则功不紧。
一风俗而成治功，莫善于取人以德，其本莫重于谨痒序之教。
有圣贤之矣可以引路。会乃不走路，只效圣贤言，便当走路，每代引路之言增而愈多，卒之荡荡周行道上，鲜见其人也。
为学从切实处下手，自不落空。