1912年3月8日，生于江苏省无锡市。
1931年，无锡辅仁中学（今无锡市中学）高中毕业。
1935年，毕业于上海沪江大学（今上海理工大学）化学系。
1936—1940年，在奥地利维也纳大学研究生院深造，1940年获博士学位，任浙江大学化学系（当时迁至贵州遵义）教授。
1941年，任北平研究院化学研究所（当时迁至昆明）研究员。
1950—1958年，任北京医学院（现为北京医科大学）药学系教授、有机化学教研室主任。
1958年，及时抓住了在生命科学中极有发展前途的核酸化学这一学科方向，开展了系统研究碱基、核苷和核苷酸为基础的有机化学研究，旨在寻找抗肿瘤新药。为此，他曾与同事一起发现了含羟基杂环化合物的不正常对甲苯磺酰化反应。
1958—1978年，任北京医学院药学系代理系主任。
1965年，亲自率领自己实验室的工作人员和他的研究生到天津中津制药厂，研究维生素B1生产中的问题。
1975年，在中国药学会及中华医学会联合组织的会议上，做了《强化机体的功能用于治疗癌症的可能性》的文献综述报告，起到了动员组织的作用。
1976年，领导全室人员去华北制药厂研究核酸降解产物的利用问题。
1978—1984年，任北京医学院药学系主任兼任药物研究所所长（1984年为名誉系主任直至逝世）。
1980年，当选为中国科学院学部委员（院士）。
1984年2月10日上午，王序在实验室因猝发性心肌梗塞，倒在实验台旁，经抢救无效，于9时40分逝世。
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