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王竹溪1911年6月7日生於湖北省公安縣，1933年清華大學物理系畢業，同年入該校研究院。1935年公費留英，1938年獲得英國劍橋大學博士學位，隨即回國任清華大學物理系教授，先後任教於國立西南聯大、清華大學。1952年後任北京大學教授，1955年當選為中國科學院數學物理學部委員，並任北京大學副校長等職。
文化大革命期間被扣上「反動學術權威」帽子，下放到江西鄱陽湖鯉魚洲北大五七幹校牧牛，感染血吸蟲病。
1983年1月30日，因急性肝壞死，在北京友誼醫院病逝。
王竹溪著《熱力學》和《統計物理學導論》等教科書。他還曾任中國物理學會名詞委員會主任，創造了一批物理學新名詞的漢譯稱呼。在研究物理學的同時，他還潛心研究文字學，著有二百五十萬字《新部首大字典》，該詞典將《康熙字典》中的214個部首簡化為 56個，並且將五萬餘個漢字按筆劃上下左右次序編排，檢索方便，收字齊全。
諾貝爾物理學獎獲得者楊振寧、中國科學院院長周光召等都是王竹溪的學生，楊振寧說：「我對統計物理的興趣即是受了竹溪師的影響。」
2003年王竹溪銅像在北京大學校園落成。
上世紀40年代王竹溪教授在西南聯大講授熱力學，講稿最初用英文寫出，經過十多年的修改，在1955年首次以中文出版[1]，在北京大學物理系用作大三的熱力學課程教材，由王竹溪講授親自講授，為期一學期。此後多次重印，在1987年出第二版，獲得全國高等院校教材特等獎。2005年由北京大學出版社出版簡體字版[2]。王竹溪教授的熱力學一書系統嚴密，內容豐富，使此書能屹立至今，超過半個世紀。
- 《特殊函數概論》王竹溪、郭敦仁合著。
- 《統計物理學導論》，王竹溪著，高等教育出版社
- 《新部首大字典》，王竹溪編著，上海翻譯出版公司，1988，ISBN 7-5053-0013-X/H2
- Special Functions, Wang Z X, Guo D R, Singapore World Scientific Publishing C. 1989 ISBN 997150667X
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