顾颉刚创立“古史辨派”后，经十年拓展，到30年代初，已处于一生声望的巅峰，童书业便在这时成为他的爱徒。

童书业连中学也没进过，却酷爱文史。他沿着顾疑古辨伪的思路写出《礼记考》和《虞书疏证》。他的《少康中兴辨》成为顾童合写《夏史三论》的重要组成部分，师徒二人密切的学术合作正式开始。

在顾颉刚学术组织活动最紧张的时刻，需要一个研究助手，他选中了童书业。1935年6月，童书业应约抵达北平时，顾颉刚亲赴车站迎接，并让他担任自己在燕京大学和北京大学教授“春秋史”课的助教，薪金由顾自己支付，食宿也在顾的家里。
童书业1949年任山东大学历史系教授后，一时研究硕果累累，引人注目，成为新史学界的新星。然而，在解放后的“知识分子思想改造运动”中，童书业九次自我批判都没能通过，为求解脱他写了《〈古史辨派〉的阶级本质》，与老师顾颉刚划清界限。

顾的另一高足杨向奎此时也发表文章对“古史辨派”的学术思想进行批判。童杨之举对顾的伤害之深，难以估量。但经过一段时间之后，顾的创伤就弥合了。1954年5月，顾的另一个学生王树民来信，谈到童杨文章，为他鸣不平。顾在复信时十分肯定地说：“此是渠等应付思想改造时之自我批判耳，以彼辈与《古史辨》之关系太深，故不得不作过情之打击。”表现了为师者的大度、宽容和理解。

继之，在对胡适的大规模批判运动中，童书业不得不再一次走上了对“古史辨”进行“过情之打击”以实现自我超度的道路。但一系列的变故并没有割断他们的师生情。童书业恢复学术研究后，将研究方向又转向古史、古籍的考辨。首先于1961年开始作《中国美术史札记》，到1965年动笔写《春秋左传考证》，1967年下半年写出《春秋左传札记》，这样的著述一直到他逝世前的几个月。这就揭出了这样一个事实：尽管从1951年起童开始从精神上告别顾颉刚，告别“古史辨派”，甚至批判“古史辨派”，试图进入主流史学中去，但自1961年写《中国美术史札记》始，童终于又返回到顾颉刚这边来了。这期间，顾童之间的学术交往肯定不少，但惜无资料可供凭借。但从目前仅存的《顾颉刚年谱》中的零星资料和一封珍贵书信中可以窥出顾童之间学术上相依为命的殷殷情谊。

1963年末，顾病重手术前写给童书业的信中说：“……承告五事，具见爬梳抉剔史料之功力，无任钦服。有您这般的功夫和识力，经与子打通，春秋史与战国史打通，发见前人所想象不到的问题。真是出人意外，入人意中。将来您的《春秋左传考正》成书，将发出永久的光辉。……（我）四十年来，能安定治学者殆无几时。倘使病不能愈，真当衔恨入地。平生积稿，只有赖诸位至交为作整理。您为最知我者，所负之责任亦最重也。”顾手术前的这封信，实带有临终遗言之性质，许童书业“为最知我者”，可以说以前一切不愉快至此已经一扫而空。

没想到，童书业竟先顾颉刚而去了。童的遗稿《春秋左传考证》和《春秋左传札记》竟是由其恩师订正、作序并推荐出版的。