l903至1906年就读于我校前身福州英华书院,因参加反帝爱国斗争与校方冲突而集体愤然退学。1907年进入上海闽皖铁路学校。l911年进入清华留美预备学堂,以10门功课1000分的特优成绩,创下清华园的一个奇迹。l913年公费留美,获麻省理工学院化学学士、哥伦比亚大学化学硕士、博士学位。1921年接受爱国实业家范旭东的诚聘,回国出任天津永利制碱公司总工程师等职,历尽艰辛,振兴民族工业。1926年终于打破外国苏尔维集团历时70年之久的技术垄断,制成中国“红三角”牌纯碱,获美国万国博览会和瑞士国际商品展览会金奖,享誉全球。1933年第一部学术巨著《纯碱》在美国出版,轰动世界化工界。之后,又同范旭东做出发展氨、酸工业的决定,负责主持整个工程系统,“只知责任所在,拼命为之而己”(侯德榜书信)。
1937年1月31日,一座绵延5千米、规模宏大、工艺设备先进、在亚洲首屈一指的化工联合企业在南京长江北岸建成。至此,基础化工的两翼酸和碱,在中华大地崛起,奠定了我国化学工业奋飞的基础。抗日战争爆发,坚决顶住敌人的威胁利诱,凛然宣布“宁肯给工厂开追悼会,也决不同日本人‘合作”’,在日机轰炸声中,把南京和天津塘沽酸碱两大厂的设备与人员迁往四川。1941年成功发明联合制碱新法,即“侯氏制碱法”,制碱成本比苏尔维法降低40%,跃居世界领先技术水平。由于在科技上的卓越成就,获中国工程师协会首枚荣誉金牌、哥伦比亚大学一级奖章、英国皇家学会化工学会名誉会员(当时全世界共l2名,亚洲仅中、日两国各1名)等殊荣,当选为中央研究院院士。1949年7月正在印度指导化工建设,接到党中央的召唤,迅即辗转回京,受到毛主席、周总理的专门约见欢迎,参加了9月召开的中国人民政治协商会议。
中华人民共和国成立后,历任国务院重工业部技术顾问、化工部副部长,当选为中国科学院首批学部委员(院士),并当选为第一至第四届全国人大代表和全国政协常委,中国科协副主席,中国化学学会、化工学会理事长,为社会主义建设事业作出重大贡献。1973年获美国机械工程学会50年荣誉会员称号。一生学术著作达250多字。把中华人民共和国成立后出版的《制碱工学》上下两卷的全部稿费缴了党费,把珍藏图书和个人储蓄捐赠给国家和公益事业。1974年8月26日病逝于北京,终年85岁,被尊为“科技泰斗,士子楷模”。