黄竹斋1886年7月13日生于长安（今西安市），在贫困中度过童年。因无力入学，14岁即随父以打铁为生。冶炼之暇刻苦自学，苦读经史、数理知识，尤喜中医。他聪颖过人，肯下苦功，弱冠时即能研读《伤寒论》 、 《金匮要略》。1907年就写出《三阳三阴提纲》 ，对仲景学说提出自己的见解。25岁时在陕参加辛亥革命，师从临潼王敬如襄办军需。其后随同王敬如等创办“日新学社”，编印《日新丛刊》 ；并问学于著名学者张果斋、牛兆濂等，研读中国古典哲学和自然科学著作，且探讨西方卢梭、柏拉图、达尔文等之学说。对中医学术更矢志钻研，尊崇仲景学说，以继承和发扬中医学为己任。
20世纪30年代他先后任陕西红十字会附设女子职业学校校长、河南国民二军胡景翼部医官、陕西省天文馆馆长、陕西省国学讲习馆副馆长等。他“壮岁虽有志学问”，但“迫于生计，作工养亲”，直到“四旬以后克专心致力学业”，撰写了《伤寒杂病论集注》（1923）、 《针灸经穴图考》（1924）、 《医圣张仲景传》（1924）等医著，还写了《五纪衍义》 、 《佛学考辨》 、 《修历刍言》等著作。1929年他对南京国民政府歧视并妄图消灭中医的倒行逆施深恶痛绝，积极参加抗争工作。在全国中医药界一致抗议的压力下，南京国民政府不得不取消其废止中医的决定，并成立了中央国医馆。1933 年他被聘为中央国医馆理事兼编审委员，参加了统一病名等审查工作。1937年他被聘任为卫生署中医委员会委员。
1935—1937年在中央国医馆和卫生署中医委员会的几次会议上，黄竹斋先后提出发展中医教育事业等深有见地的议案。这些提案当时虽未能实现，但却反映了他主张突出中医特色，吸取现代科学成就，主张中西医团结合作等学术思想。在此期间，他出版或再版了 《医圣张仲景传》，《伤寒杂病论集注》及《针灸经穴图考》等书。发行后受到高度赞誉。1935年春，黄竹斋将罗哲初保存之仲景十二稿《伤寒杂病论》 （桂林古本）及白云阁藏本《难经》亲手各抄一遍研读。他对这些新发现的版本非常重视。南京为日军侵占后，带抄本返陕，获爱国将领张钫资助，于1939年以木刻版印行公世。
1937年夏，他应针灸学家承澹盦邀请，去无锡中国针灸专门学校讲学，并将白云阁藏本《难经》刊登于该校《针灸杂志》上，因抗战爆发，只登三期中辍。黄竹斋基于爱国之情，又在中医委员会的会议上提出设立中医伤科医院、举办中医伤科训练班、分赴战区参加战场救护工作等提案。1938—1939年他还为筹办西安中医救济医院和陕西特效中药制药厂四处奔走。1943年曾被推举为西京中医专科学校校长。但这些事业都因得不到当时政府支持而夭折。
1940年后黄竹斋因不满当时政治之黑暗，愤然归隐于长安樊川，从事著述及诊疗。1945年他撰成《周易会通》 、 《老子道德经会通》 、 《白云阁藏本难经会通》 ，修订《孙真人传》 。尤其值得称道的是，他根据桂林古本《伤寒杂病论》撰成《伤寒杂病论会通》18卷，凡70万言，购旧石印机自印，于1948年行世。
中华人名共和国成立后，黄竹斋热烈响应党的号召，积极参加人民卫生工作，被选为长安县人民代表，陕西省政协委员。1954年被聘任为西安医学院附属医院中医科主任。1955年奉调赴京，受聘为卫生部中医研究院附属医院针灸科主任，后并任该院学术委员会委员。他年近古稀，仍十分勤奋。一生著述多达50余种，涉及中医药理论、临床各科和医史文献，以及哲学、天文、数学等领域，其中以《伤寒论》研究造诣尤深。他对工作一贯积极负责，治学严谨，为人正直，生活俭朴，受到大家尊敬，曾被评为先进工作者，并出席了全国文教先进工作者代表大会。黄竹斋关心体贴患者，辨证施治精当，善于针药并用，一生救治了许多疑难重危病人，对中风、偏瘫之疾尤为擅长，博得国内外患者的爱戴和赞誉。 《中医杂志》和《光明日报》均报道过他的事迹。他治愈国际友人半身不遂的消息，在前民主德国报刊上登载并受称赞。