生于石见津和野藩一个侍奉藩主的医生之家，父亲是藩医西时义，与后来的文豪森鸥外家是亲戚。他自幼好学，从祖父和父亲那里接受了汉学启蒙。
在藩校养老馆学习后，他又前往大坂、冈山深造。据说这时期他从被奉为正统的朱子学转向荻生徂徕的学问。由此可见他不盲从既定观点、亲自求证的态度。
他在江户时，佩里来航给了他巨大冲击。感到必须了解西洋的西周未经藩里许可便离藩，开始学习荷兰语和英语。这是一个即使舍弃身份也要追求新学问的重大决定。
他开始在幕府为研究西洋书籍而设立的蕃书调所担任教授助手。津田真道等人也在此，与他一同学习西洋学问。作为幕府官员，他找到了将西洋知识用于国家的道路。
他奉幕府之命与津田真道等人前往荷兰，在莱顿大学菲塞林教授门下学习法学、经济学、统计学等，也接触了哲学。这被视为日本人系统学习西洋社会科学的最早事例之一。
他从荷兰回国，成为继承蕃书调所的开成所教授。他整理了留学时所学的国际法讲义，后来出版成书。为用日语传达西洋学问而构思大量新词的工作由此开始。
他在京都侍奉将军德川庆喜，教授法语并讲解西洋政治制度。据说大政奉还前后，他撰写了提出引入议会的新政治形态的《议题草案》。
幕府消亡后，他在德川家迁往的静冈藩担任沼津兵学校头取。这所新式学校不仅教授兵学，也教数学和语言，培养了许多优秀人才。他作为德川家家臣倾力于新式教育。
他应明治政府之邀进入兵部省（后来的陆军省），参与军队制度建设。他开设私塾育英舍，讲授题为“百学连环”的课程，向日本人展示了西洋学问的全貌。
在森有礼的号召下，他与福泽谕吉、中村正直、加藤弘之等人创立明六社，在《明六杂志》上撰文传播新思想。他是致力于让西洋思想在日本扎根的启蒙活动的核心人物之一。
他出版了《百一新论》，在此书等著作中将西洋的philosophy译为“哲学”。据说“科学”“技术”“艺术”“理性”等许多至今仍在使用的词语也由他创造或推广，奠定了用日语论述学问的基础。
他在山县有朋手下参与起草阐述军人心得的《军人训诫》以及天皇颁给军人的《军人敕谕》草案。他虽是启蒙思想家，也参与了塑造明治国家军队精神的工作。
帝国议会开设后，他被选为贵族院议员。晚年他饱受病痛折磨，在大矶静静生活。1897年去世前夕被授予男爵爵位。他的一生在学问用语的世界留下了巨大足迹。
他在大矶去世。他为向日本传播西洋学问而创造的许多词语，不仅在日本，也在中国等地得到使用。故乡津和野至今仍保留着他的故居，传颂着他的业绩。
威廉·史密斯·克拉克狩野芳崖高桥由一副岛种臣由利公正大久保利通河锅晓斋中村正直
内容基于教科书和传记中可以确认的史实，不确定之处会注明。