吕思勉出生于一个“世代仕宦”的书香之家，6岁从师读书，12岁以后在父母师友的指导下，读了《纲鉴易知录》、《通鉴辑览》和《日知录》、《廿二史札记》等史书，对中国历史有了大概了解。15岁考入阳湖县学（秀才），开始自学《资治通鉴》、《明纪》以及《四库全书总目》。还精读了段注《说文解字》、《十三经注疏》，使经学、文字学成为治史的得力工具。吕思勉用了2年多的时间，按顺序将经、史、子三部读完，集部读了一半，从而掌握了中国古代学问的源流派别和重要著作的内容概要。
吕思勉在阅读古文献的同时，十分关注新文化、新思想。1896年梁启超在上海主笔《时务报》，吕思勉被他通俗流畅、气势恢宏的时论和变法、维新思想所吸引。1898年的戊戌变法，康有为、梁启超成为吕思勉心目中的楷模，他们的治学思想对吕思勉影响极深。吕思勉在《自述》中说：在学问宗旨上，受康南海吕思勉的影响最深，而梁任公吕思勉次之。
遍读《二十四史》。吕思勉15岁开始读正史，先后读《史记》和《汉书》、《后汉书》及《三国志》，又读《文献通考》、《三通考辑要》、《通志》二十略，为今后研究古代典章制度及其沿革打下了扎实基础。21岁，受元史专家屠寄影响，开始读辽金元史，后又读完其余诸史，23岁首次读遍《二十四史》。此后，以《二十四史》为日课，先后把《二十四史》研读了三遍以上。
学习马列主义。1930年，吕思勉开始留意有关马列书籍。通过长期的治史经验和对社会的理解，吕思勉用唯物论的观点阐明我国各个时期的社会演变，提出中国旧史太偏重政治，忽视经济的批评。抗战后，吕思勉读了较多的社会主义书籍，自身的思想也随着时代的发展而不断前进。在《中国史籍读法》一书中说道：“马克思的学说观察社会的变迁，因以发明其发展之由，推测其前进的方向，而决定应行促进之法，这自然是最有用的了。”
执教于常苏沪沈。1905年，吕思勉在常州私立溪山小学堂开始了教书生涯。1907年常州府中学堂首任校长屠元博聘请吕思勉任史地教员。1910年到张謇创办的南通国文专修馆执教。1912年受聘上海私立甲种商业学校。1914年后任中华书局和商务印书馆编辑。1920年远行至沈阳高等师范学校任教，此间在与友人的通信中说道：“颇愿散布革新之种子于数青年之心中，辗转流布，必有数人受其影响。”
创办光华大学。1925年上海发生“五卅”惨案，圣约翰大学暨附属中学师生参加爱国活动，美籍校长蛮横撕毁我国旗，师生570余人愤然离校，谋自办学校。王省三和吕思勉捐地百亩，张寿镛、朱经农等积极筹备，成立私立光华大学暨附属中学。“光华大学”取于古诗《卿云歌》“日月光华，旦复旦兮”句，体现了创办者振兴中华，反对列强，光大中华民族精神的宏愿。1926年9月，光华大学开学，云集了一批知名学者前来执教。吕思勉亦毅然进入光华，为中国人自办的大学出力。他创建历史系，并任系主任兼教授。直至1951年光华大学并入华东师范大学，1955年吕思勉被评为一级教授。
光华大学建校26年，先后入校学生达14000余人，完成大学学业获得学位者2400余人，为国家建设事业培养了许多优秀人才。其中有中国社会科学部学部委员邓拓、中科院院士徐缮、著名学者叶圣陶、周而复、赵家璧、张芝联、吕翼仁、张允和、穆时英、田间和姚依林、乔石、尉健行、董寅初、舒适、黄辛白、柴泽民、黄鼎臣、邵洛羊、杨小佛、谢云晖、杨纪珂、张承宗等一大批著名政治活动家与民主人士。
创造性的教学特色。吕思勉在光华时，每周上课十多课时，先后开过中国通史、中国近代史、中国社会史、中国文化史、中国民族史等十余门课程。吕思勉在长期的教学实践中，注重开启学生的才智与创造性思路，反对照本宣读，生灌硬塞。教材体例章节分明，便于学生系统掌握。讲课内容兼采并蓄，融会贯通。教授方法独具魅力，先写纲要，后据此讲解，言简意赅，精辟独到。课外经常为开发学生的智慧和独立思考能力而答疑解难，循循善诱，使学生受益颇多。
吕思勉著《白话本国史》和《吕著中国通史》两部通史。《白话本国史》四册写于1920年，是20世纪二三十年代发行量最大的一部通史，长期被用作大学教材，并作为青年“自修适用”读物。吕思勉指出，编著这部书的目的，是用来做青年学习中国历史的“门径之门径、阶梯之阶梯”的。其特点首先强调的是“用新方法整理旧国故的精神。”《吕著中国通史》写于抗战期间，是针对当时上海已出版的若干通史的缺点和大学文科学习上的需要编写的。吕思勉在绪论中指出，“颇希望读了的人，对于中国历史上重要文化现象，略有所知，因而知现状的所以然，对于前途可以预加推测，因而对于我们的行为可以有所启示。”
吕思勉为总结一生研究中国历史的成果，以个人的精力，撰写断代的中国通史，经过30年的努力，先后写成先秦、秦汉、两晋南北朝、隋唐五代四部断代史。写作期间，正值抗日战争和解放战争时期，生活条件极其艰苦，吕思勉以坚强的毅力和辛勤的劳动终于陆续完成，共有三百多万字。遗憾的是宋辽金元史、明清史因其年老多病，最后未能写完。另外，他还著有指导青年阅读先秦史料的《经子解题》及探讨史学研究方法的著作《史学四种》、《中国民族演进史》、《吕著中国近代史》、《论学集林》、《读史札记》等多种著作。
文学与文字学的成就。吕思勉自评：“予于文学，天分颇佳。”光华大学国文系教授金松岑曾说：“吕思勉不仅史学渊博，他的古文亦颇可观。我看过他少年时代的文章，才华横溢，且意境孤峭，笔锋犀利，近王安石的一派”。《宋代文学》是吕思勉对古典文学的研究之作。《文字学四种》是吕思勉早年研究文字学的四种专著，另有《诚之诗稿》刊于《遗文集》内。
吕思勉治史“通贯各时代，周赡各领域”。随着时代的前进，吕思勉更能自觉吸纳现代科学并关注社会的进化使他能够超越前人，成为新史学大师。顾颉刚在《当代中国史学》中对他的《白话本国史》给予了很高的评价，认为吕思勉有别于其他通史的编著，乃以丰富的史识与流畅的笔调来写通史，方为通史写作开一个新的纪元。
吕思勉大半个世纪的教学与著作过程，正是中华民族饱受外国侵略，民族灾难深重的时期，为了中华民族的自强，吕思勉殚精竭智，直到生命的最后一息。抗日期间，为了不向日本人脱帽，吕思勉坚持不戴帽，抗战胜利，即刻买了一顶六合帽扬眉吐气而戴之。吕思勉一生写有大量提倡社会改革的时论性文章，触及了社会的症结，深刻体现了吕思勉研究社会变迁、探索社会进化、促进社会改革的宏愿。
吕思勉的时代，中国第一流的大学多在北京，国内知名的学者，多执教于北京著名大学。他默默耕耘，不求闻达。北大、清华、燕京、浙大等都曾聘其前去执教，他均一一辞谢。吕思勉的大部分著作成为中华民族思想宝库的不朽名著，在海外也有多种翻印本广为流传。著名学者严耕望曾说：“讲到前辈史学家，吕思勉也是一个大家，居常认为诚之吕思勉当与钱穆及陈垣、陈寅恪并称为前辈史学四大家。”
吕思勉“经世致用”史学观的最主要特征是研究学问，“为当世效实用”。他强烈反对那种为学问而学问或“著书皆为稻粱谋”的学者。他说：“小时所遇读书人，其识见容或迂陋可笑，然其志则颇大，多思有所藉手以自效于社会国家，若以身家之计为言，则人皆笑之矣。今也不然，读书者几皆以得一职求衣食为当然。”他叹息近来讲旧学、讲社会科学者，经世致用讲得太少，实则从反面表达了自己的治学宗旨。他认为，研究学问从根子上讲，是研究现实问题，因为只有现实的一切才是学术研究的基础，研究学问并不是学术的归宿，而应是为社会改革服务的起点。他说：“大凡一个读书人，对于现实社会，总觉得不满足，尤其是社会科学家，他必对现状觉得不满，然后要求改革；要求改革，然后要想法子；要想法子，然后要研究学问。若其对于现状，本不知其为好为坏，因而没有改革的思想；又或明知其不好，而只想在现状之下，求个苟安，或者捞摸些好处，因而没有改革的志愿，那还讲学问做什么？所以对于现状不满，乃是治学问尤其是社会科学家真正的动机。”作为一个历史学家，吕思勉的最大的愿望便是矫正社会病态，臻于郅治。他认为，研究学问看上去与社会改革无关，其实不然，要进行社会改革，“非徒有热情，便可济事”，必须有适当的手段，而这适当的手段，就是从学问研究中，尤其是从社会科学的研究中来。所以，“学问之事，原不限于读书。向者士夫埋头钻研，几谓天下之事，尽在书籍之中，其号称读书，而实不能读书者矣，即真能读书者，其学问亦多在纸上，而不在空间。能为古人作忠臣，而不能为当世效实用”。显然，读书者的任务是将书本上的东西与现实生活联系起来，“如此，则书本所载，与阅历所得，合于一身，才是真正的学问。明晓此理，则阅历所及，皆为学问，自不必兢兢于故纸堆中讨论生活了”。
讴歌进化，寄希望于未来，是吕思勉“经世致用”史观的又一特征。20世纪20年代，他就曾指出：“现在读史，自然和从前的眼光不同，总得在社会进化方面想。”后又说：“历史是研究整个社会变迁的，读了历史，才知道人类历史进化的道理……若真正知道历史，便知道世界上无一事不在变迁进化之中，虽有大力莫不能阻了，所以历史是维新的佐证，不是守旧的护符。”吕思勉认为，世界无一息不变，后世总比前世要好，因而在社会新旧冲突中，“新的大概是合理的，因为旧的动摇了，然后新的会发生，而旧的所以要动摇，即由于其不合理”。他还意识到历史环境的变化，是渐变与突变的统一，是“风化”与“山崩”的统一。由此，他得出结论，中华民族在外辱的刺激下，只有不断地磨砺自我，实施彻底的改革，方能自强。“迨乎近世，世界大通，西力东侵，我国与相异的欧洲文化接触，不得不起彻底的大变化，这是中国所遇到的旷古未有的变局，也正是我民族革新的机会。”他大半个世纪的教学与著作过程，正是中华民族饱受外国侵凌，民族灾难深重的时期，但他对于民族自强，一直“有一百二十分的自信心”。他“讴歌进化，鼓舞信心，殚精竭虑，直至生命的最后一息，诚可谓鞠躬尽瘁焉”。在《吕著中国通史》的最后一章《革命途中的中国》中，他揭示中国必然走向社会主义，必然走向民主政治，用“大器晚成”来预祝中国的前途光明。他说：“中国既处于今日之世界，非努力打退侵略的恶势力，决无可以自存之理……我们现在所处的境界，诚极沉闷，却不可无一百二十分的自信心。岂有数万万人的大族，数千年的大国、古国，没有前途之理？”
中国知识分子有着“达则兼济天下，穷则独善其身”的传统，然而，大多数知识分子以才能自诩，不满足于书斋空谈都希望直接入世任事，一展平生所学，以实现“兼济天下”的生平抱负。不过，现实的残酷往往将这些美丽的肥皂泡打得粉碎，在屡屡遭受碰壁的现实面前，他们只好收拾起“兼济天下”的入世面孔，打出不与浊世合流的“独善其身”的出世旗号。对此，吕思勉有着清醒的认识，他自忖自己不适合做官，对于当时的政界风气也看不惯，所以最终选择了治学和教书的道路。他曾评价康有为、梁启超、章太炎“都是长于计划，短于任事的”，“不脱书生本色”，这也同样可以看作是对自己真实的写照。他说自己“与趋事赴功，宁以言论自见，设遇机会，可做幕僚而不可做官。做幕僚或曰无机会，言论不能云无”。因而，吕思勉总是写文章、发议论、提倡议，希望以自己的呐喊推动社会变革。他一生写了大量的倡议社会改革的时论性文章，这些文章在一定程度上都触及了社会的症结。