朱丹溪青少年时期为应科举考试，钻研儒家经典。35岁师从理学家许谦。43岁从罗知悌学医。
在他小时候，读书能过目成诵，日记千言，言章词赋，一挥即成。，听说著名理学家许文懿在东阳八华山中讲学，专门传授朱熹的理学，他对许文懿讲授那套理学非常崇拜，听了，“自悔昔之沉冥颠齐，汗下如雨。”他“每宵挟册，坐至四鼓，潜验默察，必欲见诸实践。”这样，他坚持学了几年，日有所悟，学业大进，成了一个学识渊博的“东南大儒”。
在他三十岁的时候，老母患严重的胃病。他心情焦急，请了许多医生治疗都治不好。原来这些医生，大都医术粗劣，受当时社会风气影响，盲目搬用《局方》。开的药大同小异，吃下去一点效果也没有。这时，他深深体会到：“医者，儒家格物致知一事，养亲不可缺”（《丹溪心法》序）。于是他立志学医，日夜攻读《素问》。以前，他也曾读过《素问》，觉得“词简而义深，去古渐远，衍文错简”，然后“茫若望洋，淡如嚼蜡”。
罗精于医学，其学宗法刘河间，旁通于张子和、李东垣二家之说，认为：“学医之要，必本于《素问》、《难经》，而湿热相火为病最多。”朱丹溪得罗氏之传，又续加发挥。其主要著作有《格致余论》(1347)、《局方发挥》(1347)、《本草衍义补遗》、《金匮钩玄》3卷(1358)。其门人整理编纂的《丹溪心法》可以体现他的医疗经验，对后世影响较大。