中国生物学家，中国生物物理学奠基人之一。生于浙江镇海（今属宁波）,卒于北京。早年留学德国，先后在德国福莱堡、慕尼黑和蒂宾根3所大学学习，研究无脊椎动物的个体发育、细胞常数和再生。1928年获德国蒂宾根大学自然科学博士学位并留校任教。1929年秋回国，1930～1950年在浙江大学生物系任教授、系主任及理学院院长。1947年秋，他代表中央研究院去瑞典参加国际细胞学会议。1948年当选为中央研究院院士。1949年被推为荷兰国际胚胎学研究所成员。1950～1954年任中国科学院上海实验生物研究所所长、研究员。1954～1958年任中国科学院上海及北京实验生物研究所研究员、所长。1955～1977年间，先后参加国务院主持的《1956～1967年科学技术发展远景规划》的编制工作，参加起草中国科学院十年发展规划、基础科学发展规划及长远规划等。1958年以后任中国科学院生物物理研究所研究员、所长、名誉所长。1955年当选为中国科学院学部委员(院士)。
贝时璋从20世纪20年代起一直从事实验生物学的研究，对动物个体中细胞的常数、分裂，动物的再生以及性转变等生命活动规律，均作过多方面的研究。他曾对鳗形线虫(Anguillula aceti)、臂尾轮虫(Brachionus pala)、干吻虫(Stylaria fossularis)的再生、细胞分裂与细胞常数，南京丰年虫(Chirocephalus nankinensis)的中间性与性转变问题，线虫(Cosmocercasp.)染色体的结构和行为等问题发表了多篇论文。他曾在早期鸡胚中发现成上层和成下层细胞内卵黄颗粒有处于不同变化时相的形态。在离体培养条件下也可观察到卵黄颗粒的各种发育阶段，并发现卵黄颗粒的低渗释放物或提取物中含有染色质状结构。他还观察到从受精到孵育12小时的鸡胚，其DNA量与胚下表层卵黄的DNA量有平行增加的趋势。在丰年虫的中间性研究中也观察到卵黄颗粒中除含有DNA外，还有组蛋白成分，并在小鼠的骨髓细胞培养中见到有爆发性细胞增生现象。他根据这些事实认为：在生物体内除了细胞分裂外，当原料和条件具备时，也可能在一定部位(细胞内或细胞间)逐步形成完整的细胞。他的这一“细胞重建”的见解受到国内外生物学界的关注，并引起了有益的讨论。
贝时璋从事生物学教学和研究工作50余年，培养了大批专业人才。20世纪30年代他创办了浙江大学生物系，50年代参与了中国科学院实验生物研究所和生物物理研究所的创建工作。先后担任过《中国科学》《科学通报》副主编，中国动物学会、中国生物物理学会理事长，《中国大百科全书》第一版和第二版总编辑委员会副主任等职。