일제 치하인 1926년 경남 진주에서 항일지사이자 기독교도인 부모님의 6녀 가운데 3녀로 태어났다. 3·1 운동으로 옥고를 치르고 뒤늦게 의학을 공부한 아버지와 가족을 따라 유년기에 마산으로 이사해 의신유치원, 성호소학교와 마산고등학교와 마산고등여학교(5년제)를 졸업했다. 해방 전 해에 경성여자의학전문학교(고려대학교 의과대학의 전신)에 입학해 해방 후 졸업하고 모교 병원에서 의사로 일하던 중, 한국전쟁 발발 6개월을 앞두고 물리학자인 남편과 결혼했다.

휴전 이후 서울에서 산부인과 병원을 개업했다가 미국에서 유학 중이던 남편의 권유로 1959년 미국으로 건너가 미국 의사 자격을 취득했다. 미국 현지에서 내과 인턴, 레지던트 과정을 새로 밟고 미국 원호병원에서 전문의로 일하다 귀국해, 서울에서 10년 넘게 개인의원을 운영했다.

1978년 남편의 갑작스런 죽음이 글쓴이를 의료봉사의 길로 인도했다. 이듬해부터 주 1회씩 무료진료에 나섰고, 1988년에는 운영하던 개인병원을 폐업하고 무료진료와 전인치료를 목적으로 설립된 한국기독교의료선교협회 부설 의료선교의원(개명 후 나중에 ‘우리들의원’)을 개원하였다. 그곳에서 원장으로 봉직하며 20년간 무료 의료 봉사에 매진했다. 뿐만 아니라 이때부터 해마다 휴가기간에 노구를 이끌고 해외 의료봉사를 다녀오고 있다. 2008년부터 구십이 넘은 지금까지는 남양주의 매그너스재활요양병원 내과 과장을 맡아 젊은이 못지 않은 열정으로 활동하고 있다.

2017년에는 38년간 도시영세민과 노숙자 등 소외계층 환자들을 위해 의료봉사에 헌신해온 그간의 공로를 인정받아 중외학술복지재단이 수여하는 제5회 성천상을 수상했고, 2017년에는 KBS ‘다큐 공감’ <큰 숲을 이루다, 의사 한원주>편에, 2018년에는 KBS ‘인간극장’ <93세 닥터 한과 인생 병동> 편에 출연하였다. 또한 FEBC 극동방송 <아흔 세 번째 봄길-93세 현역의사 한원주> 편과 CTS 기독교방송 ‘내가 매일 기쁘게’ <백세를 바라보며 봉사하는 의사, 한원주> 편 등에 출연하여 많은 이들에게 감동을 주었다.