朱序，字次倫，義陽人氏。父朱燾，以才幹歷任西蠻校尉、益州刺史。朱序終生為名將，累遷鷹揚將軍、江夏相。興寧末年(365)，梁州刺史司馬勳叛亂，桓溫上表朝廷舉薦朱序為征討都護，進兵討伐司馬勳，以戰功升職為征虜將軍，封襄平子。
太和年間(366～371)，朱序改任兗州刺史。其時長城人氏錢弘聚集黨羽百餘人，出沒原鄉山。朝廷以朱序為中軍司馬、吳興太守。朱序到吳興郡，率兵討伐並生擒了錢弘。事畢，返回兗州。
寧康初年(373)，朝廷任命朱序為南中郎將、梁州刺史、監沔中諸軍事、持節，鎮守襄陽。這一年，苻堅派其部將苻丕等率兵圍攻朱序，朱序固守襄陽，賊兵糧草將盡，因而攻城更加迅猛。起初，苻丕率部來攻城，朱序的母親韓氏親自登城巡視，認為城的西北角將會首先被攻破，便率領百餘名婢女以及城中女子於城西北角內建了一堵二十餘丈長的斜角新城。賊兵攻打西北角，果然攻破城防，守城兵士便固守新築城台。苻丕久攻不克便引兵退去。襄陽人因此稱此城為夫人城。朱序所部連續作戰多次擊退賊兵，將士疲憊不堪，戒心鬆懈，又因賊兵退去較遠，估計不會再來，因而守備不嚴。督護李伯護暗中與賊兵勾結，裡應外合，襄陽城便淪陷敵手，朱序為苻堅所俘。苻堅殺掉李伯護懸首示眾，原因是他不忠其主。朱序打算逃回東晉，偷跑到宜陽，藏匿在夏揆家中。苻堅懷疑夏揆，逮捕了夏揆，朱序便到苻暉府中自首，苻堅讚許朱序的義氣不作追究，且任命他為尚書。
孝武帝太元年間(376～396)，苻堅大舉侵犯東晉，謝石率部抵抗。當時苻堅大軍尚在項城，苻融率三十萬部眾先到。苻堅派遣朱序勸降謝石，誇耀前秦兵威。朱序反而對謝石說：「如果苻堅百萬之眾全部趕到，恐怕難以制敵。趁其大軍還未會合，先出兵攻擊他們，可以取勝。」於是謝石派謝琰挑選精壯士卒八千人渡過淝水挑戰。苻堅部眾稍稍後撤，朱序在其後陣，大聲叫道：「苻堅敗了！」苻堅部眾倉惶奔逃，朱序乘混亂逃回東晉，任命為龍驤將軍、琅王牙內史，授職監揚州豫州五郡軍事、豫州刺史，駐兵鎮守洛陽。
後丁零人翟遼叛亂，朱序派將軍秦膺、童斌及淮泗各郡兵馬共同討伐翟遼。朝廷又任命朱序為監兗青二州諸軍事、二州刺史，將軍職號如故，鎮守彭城。朱序請求鎮守淮陰，孝武帝許可。翟遼又派其子翟釗寇犯陳、穎二城，朱序仍派秦膺討伐翟釗，擊退翟釗，拜為征虜將軍。朱序上疏請求運江州糧米十萬斛、布五千匹以資軍費，朝廷准奏。又任命朱序都督司、雍、梁、秦四州軍事。孝武帝派遣廣威將軍、河南太守楊全期，南陽太守趙睦，各率兵士千人隸屬朱序。朱序又上表請求原荊州刺史桓石生府上農田百頃及谷八萬斛供給軍用，朝廷又答應了這一要求。朱序仍舊鎮守洛陽，護衛皇家陵園。
其後慕容永率部進攻洛陽，朱序從河陰北渡黃河，與慕容永部將王次等相遇，便交戰於沁水，王次敗逃，朱序斬其偏將勿支。朱序參軍趙睦、江夏相桓不才追擊慕容永，於太行大敗慕容永。慕容永逃回上黨。其時楊楷聚集黨羽數千人，盤踞在湖陝一帶，聞知慕容永被打敗，便派親屬作人質到朱序帳下請求歸降。朱序追擊慕容永到上黨的白水，與慕容永相持二十天。聞知翟遼準備進攻金墉，便撤兵回援，攻打翟釗於石門，派參軍趙蕃攻打懷縣的翟遼，並將他打敗，翟遼夜逃。朱序進駐洛陽，留鷹揚將軍朱黨戍守石門。朱序依舊令其子朱略據守洛城，趙蕃為輔佐。朱序回鎮襄陽。會稽王司馬道子認為朱序勝負相抵，功罪互補，因而對朱序不加褒貶，無賞無罰。
其後東羌校尉竇沖打算進入漢川，安定人皇甫釗、京兆人周勳等共謀接納竇沖。梁州刺史周瓊喪失巴西三郡，眾寡力弱，向朱序告急，朱序派將軍皇甫貞率軍入川援救。竇沖退據長安東，皇甫釗、周勳逃散。
朱序因老邁多病，多次上書朝廷請求解除職務，朝廷不許。詔令拒不接受其所上章表，朱序便自行離職。幾十天後，朱序被送交廷尉治罪，朝廷降詔赦免其罪不加追究。太元十八年(393)，朱序去世，朝廷追贈為左將軍、散騎常侍。