通过乡试中秀才。十八岁前往上海入学震旦公学，一年后得到浙江官费补助，前往欧洲留学。1912年在比利时天主教鲁汶大学获地质学博士。同年回到中国，在北洋政府农商部任事，并在地质研究所任讲师、主任教授，中国首代地质工作者多出自其门下。翁文灏同时亦于北京大学、清华大学任教授，曾为清华地质学系主任、兼任代理校长。翁文灏对中国地质学各方面研究皆有贡献。他曾任北洋政府矿产股长，国民政府农矿部地质调查所长，研究中国各种矿产分佈。翁文灏首创多个中国第一：第一位地质学博士、第一个撰写中国矿产志、编成第一张全国地质图、第一位