1895年11月17日生，安徽桐城人(今枞阳县后方乡育才村)。一说生于1896年11月5日（阴历10月初一）。父章扬清，靠打渔为生。大弟章伯韬，二弟章伯仁。

1900年，父翻舟于江，丧。

武昌高等师范学校毕业。

安徽省教育厅派往日本公费留学。

1922年9月，再赴德国留学。乘法国轮船“阿尔及利亚”号，结识朱德，成为其秘书。

1922年10月，在德国柏林，结识周恩来。

1922年底，在德国加入中共。

1926年，归国，在广州参加北伐。

1927年，与李健生结婚。同年参加八一南昌起义。

大弟章伯韬，亦被安徽省教育厅派往日本留学，居日10年。后转去法国，成为中宫在法负责人。抗战期间回国，死于肺病。

二弟章伯仁，晓英、俄、法、德四国语言，加入中共后，在莫斯科执教。三十多岁时，死于莫斯科。

1941年10月，在重庆参与创建“中国民主政团同盟”。

1945年8月15日，日本投降。

1945年10月10日，国共签署双十协定。

1946年1月1月10日，政治协商会议在重庆召开。共产党派出7名代表，国民党8名，民盟9名。章伯钧为民盟代表之一。

1949年，中共建政，任政务院委员，交通部部长。

1957年5月21日，在中共统战部座谈会上发言，提出“政治设计院”的主张。

1969年6月17日，因胃癌病逝。