1906年6月20日， 出生于中国江苏常熟。原名薰琴，字虞弦，笔名鼓轩。

1921年，考入上海震旦大学学医，课余学绘画。初从古敏斯基学油画。

1925年，赴法国入巴黎叙利恩绘画研究所学画。

1927年，在巴黎格朗·歇米欧尔研究所深造。

1930年，回国。系统研究中国画论、画史，参加旭光画会、苔蒙画会，成为当时有进步倾向的新兴美术启蒙运动组织者之一。

1931年，在上海昌明美术学校、上海美专任教。与张弦、倪贻德发起成立美术社团“决澜社”。这是中国最早主张引进西方现代艺术的学术性团体。

1932年9月15日，在上海中华学艺社举行第一次个人画展。傅雷在《艺术旬刊》发文《薰琹的路》为之赞赏。以后又举行广告画展览。

1932—1935年，分别在上海的中华学艺社、世界社礼堂、留法同学会举办第一至第四届“决澜社”昼展。　

1936年后，任教于北平艺专、四川省立艺专、华西大学、重庆中央大学、广东省立艺专、中山大学。

1938年，开始搜集中国古代装饰纹样和云南少数民族民间艺术。翌年深入贵州民族地区作实地考察研究工作。

1940年，任四川省立艺专教授兼实用美术系主任。

1941—1945年，分别在成都省立图书馆、重庆中印学会等地举办四次个人画展。

1946年，在上海复旦大学礼堂举行个人画展　

1947年，在广东省立艺专任教授兼绘画系主任，兼中山大学教授。

1948年，拒绝赴美国执教之聘，由粤返沪，迎接解放。

1949年5月29日，厐薰琹与刘开渠、杨可扬、（郑）野夫、张乐平、朱宣咸、温肇桐、陈烟桥、邵克萍、赵延年等国统区美术先驱代表上海美术界在《大公报》发表迎接解放的“美术工作者宣言”，该“宣言”的发表标志着国统区美术和上海近代美术史从此翻开了崭新的一页。 建国后历任中央美术学院华东分院教授、教务长。

1953年，任中央美术学院华东分院教授、教务长，并负责筹建中央工艺美术学院。同年底任“全国民间美术工艺展览会”具体负责人。

1954年，遵照周恩来总理意见，又筹备四个工艺美术展览会分赴苏联、东德、波兰、匈牙利、罗马尼亚、捷克和保加利亚展出。并任工艺美术代表团团长赴苏联访问。

1956年，中央工艺美术学院正式成立，任教授、第一副院长。

1957年5月12日，在《人民日报》发表文章《跟着党走，真理总会见太阳》。

1957年7月24日，新华社电讯，《中央工艺美术学院向右派进行斗争，揭穿厐薰琹的阴谋》。

1957年7月24日，《北京日报》刊文《工艺美术学院召开全院师生座谈会，揭发厐薰琹小集团反党活动》，《阴谋反党的厐薰琹小集团》。

1957年7月28日，《人民日报》刊文《一个毒辣的右派集团》。

妻子丘堤，画家，正卧病于协和医院，从广播听到消息后心脏病加重，不久病逝。
女儿庞涛受连累，留党查看，下乡劳动。
儿子庞均受连累，被撤销预备党员资格。
庞本人积忧成疾，全身发麻，麻到嘴唇。老中医提醒：心病须用心医。

1962年11月，与袁韵宜再婚，生女庞绮。

1979年，恢复政治名誉，恢复高教级别。

1980年，加入中国共产党。

1983年，在北京中国美术馆、中央工艺美术学院展厅举办建国以来第一次个人画展。

1984、1985年间病倒，原定带队赴法国考察，未能成行。 1985年3月18日，逝世。“弥留之际，他听见走廊上传来很响的说话声，竟然脸色陡然变白，以为有人来斗他、揪他。”（《沉重的一九五七》叶永烈）家属将厐氏遗作479幅捐献桑梓常熟，于常熟高等专科学校（今常熟理工学院元和校区）建厐薰琹美术馆收藏、陈列。同年，在南京江苏美术馆举办个人遗作展。

1996年，在上海美术馆举办个人纪念画展。

1999年在杭州中国美术学院陈列馆举办“厐薰琹——油画·设计·创造”展。