1904年1月19日裴先生誕生在河北一個貧苦的知識分子家庭。小學畢業(yè)后就讀灤縣師范學校。1923-1927年，原本對新聞有濃厚興趣的他卻選擇了就讀北大地質(zhì)系本科，畢業(yè)后進入北京地質(zhì)調(diào)查所。1928年裴先生來到了周口店。

其實一開始，裴先生對于考古點的挖掘工作并不很熟練和投入，“我在未赴周口店之前，有脊椎動物化石是什么，真是毫無所知，差不多何謂有脊椎動物，都不曉得。”“我真有些害怕，工人都如此程度，我可怎么辦？”（《周口店洞穴層采掘記》）然而，他不卑不亢，跟著大伙學習考古發(fā)掘的知識，經(jīng)過一年多的努力終于能獨立分辨化石。

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

到了1931年，裴文中先生又在周口店鴿子堂挖掘點，找到了上千件石片。他認為這是北京人當時使用的工具。這一論斷遭到很多學者的質(zhì)疑。裴先生采用了模擬實驗的方法，對人工痕跡和自然痕跡進行觀察比對，終于發(fā)現(xiàn)北京人使用的是一種獨特方法——砸擊法。他的勇氣和追求科學的執(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注的古人類文化遺址。1932年起，裴文中先生開始進行考古田野方法改革。他在周口店建立了當時國際一流田野操作規(guī)范，采用探溝和打格分方相結合的方式，保證出土標本都能夠保留完整準確的考古學信息。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實基礎。

同時，裴文中先生還嘗試提出了中國舊石器時代文化的早、中、晚三期演化模式。中國的中石器時代是他首先提出的研究課題。1935年在廣西發(fā)現(xiàn)大批打制石器和個別的磨制石器，共生的動物又是現(xiàn)生種，裴先生提出這些遺存可能屬于中石器時代。之后隨著新的化石材料發(fā)現(xiàn)，古人類學者對有關細石器的起源、時代和分布等有了更深入的認識，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，并以流利的法語進行了博士論文的答辯，他的博士論文題目為《自然現(xiàn)象對史前人類使用的硬巖石的破壞作用》，被接受為法國地質(zhì)學會會員。之后他集中進行了一系列辨別化石材料真?zhèn)蔚难芯浚@項極為重要的基礎研究，讓裴先生成為當之無愧的中國舊石器考古學奠基人。

其實除了古人類學研究，裴先生在第四紀哺乳動物學及其相關生物地層學方面的研究也非常重要，被稱為“全能型學者”。如他曾經(jīng)記述過哺乳動物大量的新屬種，根據(jù)區(qū)域組分的差異，把中國境內(nèi)第四紀哺乳動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中國第四紀的生物地層框架；他還通過中外第四紀哺乳動物的對比研究，指出第四紀時，在一定時間和一定環(huán)境中，有一些哺乳動物體型縮小，同樣是生物的一種或一個小的分支開始衰亡或者行將絕滅的表現(xiàn)；他把廣西巨猿動物群從大熊貓劍齒象動物群中區(qū)分出來。他對大熊貓演化的研究以及對中國新生代地質(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多年的科學生涯中，重視野外實踐，他曾到全國19個省、市、自治區(qū)做廣泛的史前考古學、古生物學和地質(zhì)學的調(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》、《周口店第一地點之食肉類化石》、《周口店山頂洞之文化》、《周口店山頂洞之動物群》、《中國史前時期之研究》和《中國猿人石器研究》等。