顾知微先生1918年5月10日出生于江苏南京，祖籍江苏昆山。1938年考入西南联合大学地质地理气象学系，1942年以优异成绩毕业并获理学学士学位。
1942年9月入云南省地质调查所工作，1944年赴重庆前经济部中央地质调查所工作，任技佐、技士。新中国成立后，他以满腔热情积极投入国民经济恢复和发展急需的煤田地质工作，1950年至1955年，由地质部借调，开展华北煤田地质调查，任工程师。1951年5月以来历任中国科学院南京地质古生物研究所副研究员、研究员、研究室主任。1980年12月当选为中国科学院学部委员（院士）。
曾任第三届全国人大代表，第五、六、七届全国政治协商会议委员。顾知微先生是我国双壳类古生物学的学术带头人，我国非海相侏罗纪和白垩纪地层古生物研究的开拓者和奠基者。他还曾担任中国古生物学会常务理事，全国地层委员会侏罗系组组长，国际地层委员会侏罗系分会、白垩系分会通讯委员等职。
2011年3月19日，逝世。