清光绪二十七年(1901)补博士弟子员，获第一。

三十二年，应钱恂之邀，去日本半年。

后任双山学堂堂长，不久任嘉兴秀水学堂教习。

先后任教于开智学堂、浙江杭州第一师范学堂（1915年）、嘉兴浙江省立第二中学等校。

1918年前，曾两度担任浙江图书馆编辑，补钞文澜阁《四库全书》。

1920年，应聘任北京大学国文系讲师兼图书馆主任，不久升任教授。

时与鲁迅、张宗祥往来，校勘古籍。

1924年南归，被浙江省立二中聘为教员，旋任浙江省立图书馆中文部主任，1927年管理文澜阁《四库全书》及善本工作。

后应蔡元培邀请，赴沪中央研究院襄理院事。

不庵继承家学，深研宋理学，重考据，长训诂，曾重新校勘段氏《说文解字注》，对中国历史和哲学也颇有研究。

著有《宋儒年谱》、《二程学说之异同》、《宋代哲学思想史》等。

1930年1月13日逝世后，北京大学成立单不庵教授遗著整理委员会，为之整理编纂。

生平藏书8000余册，大多经他亲手校订批注，后由浙江图书馆购藏。