王承书出生于上海市以书香之家，父亲是清朝的进士，曾在日本留学，她排行老二，所以父亲给他取名王承书。不久后全家搬迁到北京，从小就表现出了极高的速算天赋，因为她算账极其的快，在小学到和中学期间成绩优异，即使因病休学都能赶上进度和同龄人一起参加升学考试。18岁的时候考入燕京大学物理系，她作为一个女性之所以学物理就是认为物理时先进的学科，只有学好物理才能报效祖国，她也一直把居里夫人当做自己的偶像。
四年后她作为唯一的女性毕业，并继续留校攻读硕士，又过两年后获得硕士学位，毕业后选择留校任教。一年后抗战爆发，她开始辗转南京、贵阳等地，直到1941年她申请了美国巴尔博奖学金基金会的留学，并获得通过远赴美国深造。到达美国的密歇根大学跟随乌伦贝克学习，在这里进行气体的研究，研究成果“王承书—乌伦贝克方程”轰动一时，三年后获得博士学位。
博士毕业后留校任职，之后也曾到普林斯顿高级研究所工作，1952年她的又一项研究成果索南多项式的证明把她再次推导科学界的前沿。新中国成立后她也选择回国，当时限制出境，并被美国政府监视，直到1956年才顺利回国，回国前夕有人劝她以她的水品获得诺奖不是问题，她很不屑到“如果不能回报祖国获奖又有什么用”。回国后先是被安排北京大学物理讲授热力学和统计物理学，这是她所学专业。
1958年后原子能研究所筹建热核聚变研究室，她被调去高度保密状态的同位素分离研究从事研究，调任前钱三强曾找她谈话，让她考虑清楚，因为研究领域不同她需要重头开始，她坚定的回到到“我愿意”。1961年钱三强又来找她，询问她参与原子弹研究的意向，需要隐姓埋名一辈子，并且见不到自己的丈夫，她同样回答“我愿意”三个字，又是一项从头开始的空白领域，她没有退缩勇往直前，成为504厂唯一的女性科学家。
原子弹爆炸后钱三强又来找她，是否继续从事核事业，有什么需要或者有什么话带给丈夫，她依旧选择留下了研究，怕分心也没有让钱三强给丈夫带话。而她的丈夫也没有闲着，曾带领团队到苏联进行核研究，只是把孩子放在了北京的寄宿学校。她曾觉得愧对自己的孩子，但她并不后悔，因为兑现了对国家的承诺。80岁高龄的时候任奋斗在科研一线，直到1994年在北京病逝，生前曾向希望工程捐赠毕生积蓄十万元。
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