1867年，牛兆濂出生在西安市蓝田县华胥镇新街村 。据说在他出生时，父亲牛文博曾梦见宋代理学家“濂溪先生”周敦颐来到家中，便给儿子取名“兆濂”，字“梦周” 。牛文博也读过几年书，因为家里穷，辍学做了生意，因而对孩子的教育极重视 。
牛兆濂小时候就是乡里出名的“神童”，21岁时考中举人，却因要赡养父母，没有去北京参加会试 。26岁时他北上三原县，拜理学家贺瑞麟为师 。贺先生提及此事 。他说这是奉母亲之命（当时父亲已死），母亲只要我学做好人，其他的不指望 。贺先生指点他遵闷嫌循程朱理学之路，他自此专注儒家为己之学，身体力行 。
儒家的关中学派注重格物致知、经世致用，具有积极的入世精神 。牛兆濂一生也奉行“学为好人”之道，有求必应，德行乡里 。1900年，关中遭遇大饥荒，牛兆濂不辞辛劳，主动站出来主持蓝田全县的赈恤救济事务，做事极为清正 。他儿子想在赈济局里谋个差事，获得一点微薄薪水养家，也被牛兆濂拒绝 。1893年赴三原拜贺复斋（瑞麟）为师，言：“慈亲之命但愿濂学为好人，他非所望焉”！贺以先生孝义诚恳，收为门下 。先生一生即奉行“学为好人”之道，布衣自足，不慕荣利，以耿介廉洁自守，具冰雪之操 。投身程朱理学研究，且精通周易，善逻辑推理，预见性强，因此被称为“圣人” 。先生毕生致力于教育，学生门人不计其数 。先生的一生，追求着一种淡泊明志的隐居生活，可生逢乱世，为了国计民生，他常常不顾个人安危，四处奔走，使得一生充满了传奇色彩 。
【牛兆濂的生平】清光绪八年（1882）参加县考，名列榜首纳罩斗 。光绪十年（1884年）肄业于关中书院，后入志学斋，专攻儒家经学 。第二年，充任志学斋斋长 。因其爱好广泛，曾遍读兵、农、钱、谷、水利、算术之书 。1886年补廪膳生员，并被聘为塾师 。
光绪十四年（1888）听柏景伟讲学于关中书院，并受教于李菊圃、黄小鲁等人 。次年应乡试，中第28名举人 。后因父殁母病不能进京应试，按惯例应予除名，陕西巡抚端方以孝廉奏请朝廷得以幸免，并特赐内阁中书衔 。但他不意功名，力辞不就 。
光绪十六年（1890）任白水书院山长，开始治程朱之学，为此曾于十九年（1893）赴三原拜贺复斋为师 。
光绪二十四年（1898）管理蓝田县厘衙局，后又主持县赈恤局 。他廉正清明，亲自制定局规，率先执行，并严格要求下属 。时逢陕西大灾，收成锐减，牛呼吁社会急起相救，得江南义赈会捐赠，保全了众多百姓生命 。后因厌恶官场应酬辞职，讲学于芸阁学社 。
光绪二十七年（1901），清政府开设经济特科，选拔专门人才 。陕西巡抚升允举荐牛，并赠以路费促其赴京召对 。但他以专攻经史不懂经济为由辞而不往 。
光绪二十九年，（1903）升允以关中书院改建陕西第一师范学堂，聘牛为总教习，一年之内书函敦请六七次，他认为自己是立志做学问之人，不能与做官者为伍，又兼与新学不通而婉言相谢 。最后巡抚派人持聘书、聘金驱车登门相接，才勉强随去 。但三个月后，因学派门户之见，决然辞归，仍治程朱理学 。
光绪三十三年（1907）秋，牛被选为咨议局议员，后又被选为常驻议员 。
时值关中鸦片烟害又起，他前往烟害最重的西府地区密查，前后历时20天，有力地推进了该地区的禁烟 。不久，因不满清政府的腐败，辞去常驻议员职务，再讲学于鲁斋书院 。
1911年辛亥革命胜利，新政府屡次相召，争取他参加革命，共商大事 。但他对革命缺乏认识，认为自己与大清君臣之分早定，每次都以身体欠佳而谢绝 。
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