1904年1月19日裴先生誕生在河北一個(gè)貧苦的知識(shí)分子家庭。小學(xué)畢業(yè)后就讀灤縣師范學(xué)校。1923-1927年，原本對(duì)新聞?dòng)袧夂衽d趣的他卻選擇了就讀北大地質(zhì)系本科，畢業(yè)后進(jìn)入北京地質(zhì)調(diào)查所。1928年裴先生來到了周口店。

其實(shí)一開始，裴先生對(duì)于考古點(diǎn)的挖掘工作并不很熟練和投入，“我在未赴周口店之前，有脊椎動(dòng)物化石是什么，真是毫無所知，差不多何謂有脊椎動(dòng)物，都不曉得?！薄拔艺嬗行┖ε拢と硕既绱顺潭?，我可怎么辦？”（《周口店洞穴層采掘記》）然而，他不卑不亢，跟著大伙學(xué)習(xí)考古發(fā)掘的知識(shí)，經(jīng)過一年多的努力終于能獨(dú)立分辨化石。

恰逢此時(shí)，周口店的挖掘工作也碰到了堅(jiān)硬的巖石，專家們覺得這里不會(huì)有什么進(jìn)展，就都離開了，唯獨(dú)裴文中先生堅(jiān)持留下來帶領(lǐng)工人們完成最后的挖掘工作。也正是他的堅(jiān)持，才偶然發(fā)現(xiàn)了一個(gè)狹小的洞口，也就是在這個(gè)洞中，埋藏著北京猿人第一個(gè)完整的頭蓋骨。

到了1931年，裴文中先生又在周口店鴿子堂挖掘點(diǎn)，找到了上千件石片。他認(rèn)為這是北京人當(dāng)時(shí)使用的工具。這一論斷遭到很多學(xué)者的質(zhì)疑。裴先生采用了模擬實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)人工痕跡和自然痕跡進(jìn)行觀察比對(duì)，終于發(fā)現(xiàn)北京人使用的是一種獨(dú)特方法——砸擊法。他的勇氣和追求科學(xué)的執(zhí)著態(tài)度，再一次為自己獲取了成績，這是中國乃至世界考古學(xué)開創(chuàng)性成果。

自北京人頭蓋骨發(fā)現(xiàn)之后，周口店成為倍受國際關(guān)注的古人類文化遺址。1932年起，裴文中先生開始進(jìn)行考古田野方法改革。他在周口店建立了當(dāng)時(shí)國際一流田野操作規(guī)范，采用探溝和打格分方相結(jié)合的方式，保證出土標(biāo)本都能夠保留完整準(zhǔn)確的考古學(xué)信息。這一方法為之后的深入研究和文化發(fā)展序列的建立奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

同時(shí)，裴文中先生還嘗試提出了中國舊石器時(shí)代文化的早、中、晚三期演化模式。中國的中石器時(shí)代是他首先提出的研究課題。1935年在廣西發(fā)現(xiàn)大批打制石器和個(gè)別的磨制石器，共生的動(dòng)物又是現(xiàn)生種，裴先生提出這些遺存可能屬于中石器時(shí)代。之后隨著新的化石材料發(fā)現(xiàn)，古人類學(xué)者對(duì)有關(guān)細(xì)石器的起源、時(shí)代和分布等有了更深入的認(rèn)識(shí)，而他的開創(chuàng)之功誠不可沒。

1935年-1937年，裴文中先生赴法深造，并以流利的法語進(jìn)行了博士論文的答辯，他的博士論文題目為《自然現(xiàn)象對(duì)史前人類使用的硬巖石的破壞作用》，被接受為法國地質(zhì)學(xué)會(huì)會(huì)員。之后他集中進(jìn)行了一系列辨別化石材料真?zhèn)蔚难芯?，這項(xiàng)極為重要的基礎(chǔ)研究，讓裴先生成為當(dāng)之無愧的中國舊石器考古學(xué)奠基人。

其實(shí)除了古人類學(xué)研究，裴先生在第四紀(jì)哺乳動(dòng)物學(xué)及其相關(guān)生物地層學(xué)方面的研究也非常重要，被稱為“全能型學(xué)者”。如他曾經(jīng)記述過哺乳動(dòng)物大量的新屬種，根據(jù)區(qū)域組分的差異，把中國境內(nèi)第四紀(jì)哺乳動(dòng)物的地理分布劃分成了四大區(qū)——華北區(qū)、華南區(qū)、淮河區(qū)和東北區(qū)，第一次勾畫出了一個(gè)中國第四紀(jì)的生物地層框架；他還通過中外第四紀(jì)哺乳動(dòng)物的對(duì)比研究，指出第四紀(jì)時(shí)，在一定時(shí)間和一定環(huán)境中，有一些哺乳動(dòng)物體型縮小，同樣是生物的一種或一個(gè)小的分支開始衰亡或者行將絕滅的表現(xiàn)；他把廣西巨猿動(dòng)物群從大熊貓劍齒象動(dòng)物群中區(qū)分出來。他對(duì)大熊貓演化的研究以及對(duì)中國新生代地質(zhì)、中國舊石器考古的研究，都作出了杰出的成績。

裴文中先生在50多年的科學(xué)生涯中，重視野外實(shí)踐，他曾到全國19個(gè)省、市、自治區(qū)做廣泛的史前考古學(xué)、古生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)的調(diào)查、發(fā)掘，共發(fā)表論文、專著168篇（種），代表作有《中國猿人史要》、《周口店第一地點(diǎn)之食肉類化石》、《周口店山頂洞之文化》、《周口店山頂洞之動(dòng)物群》、《中國史前時(shí)期之研究》和《中國猿人石器研究》等。