章太炎曾说其择偶标准：“人之娶妻当饭吃，我之娶妻当药用。两湖人甚佳，安徽人次之，最不适合者为北方女子。广东女子言语不通，如外国人，那是最不敢当的。”后来章续娶汤国梨，能诗善文，虽并非章理想中的两湖人，却能说鄂语。
章太炎在与夫人汤国梨结婚前，只娶一妾王氏，并未正式娶妻。他的自定年谱中关于此次婚姻，只是简单记载：“光绪十八年，二十五岁，纳妾王氏。”据章太炎的弟子汪东所撰的《余杭章太炎先生墓志铭》中记载：“先置室，生女子三人。”据说章太炎早年患癜痫病，加上动辄言反满，被人认为是个“疯人疯言”的疯子，门当户对的人家无人愿将女儿嫁其，母亲只好将自己陪嫁丫头许配给他。因无媒妁之言，故不能算正式结婚，只能算纳妾。而章太炎在文章或书信中提到王氏，也称其为“妾”。
1903年，王氏去世，章太炎准备续娶，北京《顺天时报》上登了征婚广告。章是我国最早登报征婚的人。根据日本武田熙《章炳麟的结婚》及高田淳《章炳麟传》的记载，章太炎征婚的条件大致如下：一、以湖北籍女子为限；二、要文理通顺，能作短篇文字；三、要大家闺秀；四、要出身于学校，双方平等自由，互相尊敬，保持美德；五、反对缠足女子，丈夫死后，可以再嫁，夫妇不和，可以离婚。
章太炎的征婚广告登出后，一时沸沸扬扬，传为奇谈。各地报纸争相转载报道，而章“夫死之后，不令守节，可以再嫁”，更被许多人认为荒唐透顶。
章太炎对湖北女子有好感，据说，是因为他曾对一位毕业于女子学校的湖北籍女子吴淑卿极为中意，也有人告诉他，吴对他亦有好感，但此事最后作罢。日本1936年8月的《中国文学日报》报道：“吴淑卿女士，十九岁，志愿加入革命军，称为革命女志士，为当时轰动一时的新闻人物。彼愿作章炳麟伴侣，有意示爱。章氏懵然，未曾介意。黎元洪见此情形，愿意做媒。章氏以革命为重，结婚为次，未成事实。”被拒后，吴淑卿在《民立报》发表《吴淑卿投军文》道：“……愚生虽学问浅薄，但对国事稍知一二，今不以男女有别为畏事，但愿我国四万万同胞，同心协力，负起振兴中华大汉之人权，发扬黄帝后裔之光辉……”（原文为日文，由陈存仁翻译）
章太炎的夫人汤国梨，字志莹，自幼聪慧好学，曾入私塾读书两年。23岁时，汤国梨受革命新思潮影响，谢绝媒妁，入上海务本女校读书。乡人以奇女子视之。汤在校结识张謇之女张敬庄、张通典之女张默君等，常一起纵论天下大事，颇有男儿气概。1907年，汤以第一名的优异成绩毕业，任教于吴兴女校，后担任该校校长。1911年秋，汤与同学张默君、谈社英等筹组女子北伐队响应革命。后在孙中山的指示下，与张、谈等人在上海创办神州女校和《神州日报》。
汤国梨能诗善赋，章士钊在《伯兄太炎先生五十有六寿序》中写道：“吾嫂汤国梨女士，辞趣缤纷，足有才藻，徒以文名为吾兄所掩，则温和勤谨以相夫子，非吾兄欢辄不自欢。”
章、汤二人于1913年在上海哈同花园举行婚礼。婚礼上，一向糊涂的章太炎又少不了闹笑话。婚礼这日，章太炎需西服革履，着皮鞋。章一向穿布鞋，不知如何穿皮鞋，结果左右不分，将鞋穿反，宾客见状狂笑不止。
陈存仁曾问及许福关于章太炎结婚的情况，许福说，在哈同花园办婚礼是乌目山僧（宗仰）和园主英籍犹太富商哈同洽商的。汤国梨不穿礼服，着便服，章太炎穿的不知是哪里找来的一身怪衣（据陈存仁说是明代服装），戴的是一顶其高无比的大礼帽，走路时，两手乱甩不已，连孙中山都笑到合不拢嘴来。司仪喊着三鞠躬，大礼帽落在地下二次，又引起哄堂大笑。
婚礼结束后，哈同本来要用他的汽车送章氏夫妇到“一品香”去摆喜筵，答谢亲友。章太炎推辞，跳上了不知哪位朋友的马车，直趋“一品香”。“一品香”有两个部门，一个是旅业部，一个是大餐厅，章不知。下车后，他四顾茫茫，不知从哪一个门走进去，幸亏“一品香”徐老板在门口等候，这才把他们夫妇俩接了进去，一个安排在新娘房，一个迎入餐厅中，当时那个马车夫，一个红封包都没有拿到，还是由徐老板掏了腰包了事。
结合当时报纸的报道和一些文字记载，章太炎和汤国梨在“一品香”餐馆宴客的情况大致如下：
章、汤在一品香大厅宴客，来宾一百数十人，座位排定左边为新娘及女宾席，右边为新郎及男宾席。席间，一位女士提议要求新郎新娘当众做游戏：其一，新郎即席赋诗一首，以30分钟为限，否则罚酒10杯。此游戏提出后，男宾们认为，为显公平，新郎吟成后，新娘须唱和，若新娘于短时间内未能吟出，录写旧作一首亦可。其二，于白纸板上书写8个两寸见方的字，请新郎新娘于距离一丈五尺外的地方辨认。如辨认不出，则罚酒。其三，请新郎新娘各讲笑话一则，如来宾中有3人不笑，则罚酒一杯，有5人以上不笑，罚唱歌曲一首。游戏规则提出后，女宾席派出2人，记时监督。
章太炎在二十分钟内即席成诗曰：“吾生虽稊米，亦知天地宽。振衣涉高岗，招君云之端。”请新娘作诗，新娘敬谢不敏，征得多数人认可，改请其录旧作一首。新娘随口吟道：“生来淡泊习蓬门，书剑携将隐小村。留有形骸随遇适，更无怀抱向人喧。消磨壮志余肝胆，谢绝尘缘慰梦魂。回首旧游烦恼地，可怜几辈尚生存。”众人一致称赞。
接着，男女两席各派代表拟定所书字样，书以“章童、汤炀、国圆、炳柄”8字，请章太炎辨认。因为章近视，故出此题，试其视力。章本将字看错，不料一弟子上前耳语，章得以过关。女宾们发觉后，一片哗然，群起攻击此弟子，并要章罚酒八觥，但饮到一半，章门弟子黄季刚和汪旭初抢着代饮。
轮到讲笑话时，章怎么也想不出来，最后只能说：“吾人读《红楼梦》，于贾二老爷谈笑话时，仿佛近之。”只有少数人笑了起来。轮到新娘，她想了很久，也未能讲出，于是由四名女弟子唱歌代替。
最后，众人一致让章太炎赋诗一首，答谢月老张百纯。章太炎随即吟道：“龙蛇兴大陆，云雨致江河。极目龟山峻，于今有斧柯。”众人听罢，称赞不已。
章太炎和汤国梨是经人介绍认识，介绍人的版本不一致，有说是张伯纯，有说蔡元培，还有说是张继、沈和甫。
据汤国梨自己回忆说：“我是浙江吴兴乌镇人。在一九一三年，三十岁时，由上海务本女校同学张默君的父亲、同盟会员张伯绳（纯）先生介绍，与章太炎结婚的。”
冯自由的《革命逸史》记载，介绍人为张继、沈和甫。沈是汤国梨的同乡，他和张继一起为二人介绍。章、汤结婚当日，张继因有要事没有到场，这日因孙中山、黄兴、陈其美等人都亲往祝贺，故哈同花园戒备森严。沈和甫是吴兴文士，有些土头土脑，见到爱俪园前门雄伟，已经畏怯非常，且沈和甫一口湖州话，司阍的许福也听不懂，故许福以为他是陌生的参观者，拒不让其入内。等了许久，两位介绍人都不到，主办方只好临时拉人，权充介绍人，才完成了这个结婚大典。
婚后一个月，章太炎匆匆告别新婚妻子，北上找袁世凯算账，结果被袁世凯软禁。章太炎被困后，屡次求速死，其长女自缢身死，汤国梨心中极为悲苦。
章太炎被软禁后，汤国梨曾直接致电袁世凯，要求袁释放章太炎：“外子生性孤傲，久蒙总统海涵，留京全属保全盛意。惟旧仆被摈，通信又难，深居龙泉，殊乏生趣。伏乞曲赐慰谕，量予自由，俾勉加餐，幸保生命。黎结缡一年，信誓百岁，衔环结草，图报有日。……”
后汤国梨又致信国务卿徐世昌：“外子好谈得失，罔知忌讳，语或轻发，心实无他。自古文人积习，好与势逆，处境愈困，发言愈狂，屈子忧愤，乃作离骚，贾生痛哭，卒以夭折，是可哀也。外子若不幸而遽殒，生命诚若鸿毛，特恐道路传闻，人人短气，转为大总统盛德之累耳！……惟相国哀而悯之，乞赐外子早日回籍，俾得伏处田间，读书养气，以终余年，财不独氏骨肉生聚，感激大德，即大总统优容狂瞽，抑亦千秋盛事也。氏侍母得间，益当劝令杜门，无轻交接。万一外子不知戒悔，复及于戾，刀锯斧钺，氏甘共之。”
章太炎的儿子章导在《忆辛亥革命前后先父章太炎若干事》中写道：“他（章太炎）与先母成亲时，宾客满堂，由蔡元培证婚，中山先生等都来祝贺。但家中甚为简陋，仅有白木方桌一张，长条木凳四只，新房内其他家具和陈设都是从外面租来的。婚后仅一个多月，先父只身北上被囚。袁世凯死后获释归家，未住满一月，又去西南和南洋争取革命力量，一去又近半年。南洋归来，适我诞生尚未满三个月，他又离家参加护法战争，随中山先生去广州组织护法军政府，一年零三个月后才回家。先母每忆及此，总不胜感叹，说先父心里只有国，没有家。”
汤国梨对嫁给章太炎颇觉委屈，她说：“关于择配章太炎，对一个女青年来说，有几点是不合要求的。一是其貌不扬，二是年龄太大（比我长15岁），三是很穷。可是他为了革命，在清王朝统治时即剪辫示绝，以后为革命坐牢，办《民报》宣传革命，其精神骨气与渊博的学问却非庸庸碌碌者所可企及。我想婚后可以在学问上随时向他讨教，便同意了婚事。”
章太炎穷的连送的聘礼都拿勋章去凑，汤国梨回忆：“当时办婚事，男方需要先送四色聘礼，象太炎这样有声望的人，聘礼自不当轻，可是他只知闹革命，生活一直不富裕，便将自己所受的一枚勋章也作聘礼，凑满四色。”
袁世凯去世后，章太炎重获自由，汤国梨随夫参加社会恬动，成为章的得力助手。“九一八”事变后，章氏夫妇奔走呼号，动员抗日。淞沪会战打响后，汤国梨在上海创办伤兵医院，支援十九路军抗日。章太炎创办章氏国学讲习所，汤国梨担任教务长。章太炎病逝后，她继承丈夫遗志，坚持办学，成立章氏国学讲习所董事会，亲自任董事长，并建立章氏藏书楼，整理章的遗书，出版《章太炎全集》。抗战爆发、讲习所被迫停办后，汤国梨又在上海创办太炎文学院，自任院长直至上海沦陷。
全国解放前，汤国梨拒绝接国民党要职，亦拒去台湾。新中国成立后，汤国梨曾担任苏南行政公署专员，并当选江苏省和苏州市首届人民代表，任江苏省文史馆馆员、苏州市妇联执行委员、民革苏州市委副主任、主任等职务。“文化大革命”中，汤国梨受到冲击，幸得周恩来眷顾，才免遭迫害。1979年，《章太炎全集》出版，汤国梨数十年夙愿终于实现。1980年7月27日，98岁高龄的汤国梨病逝于苏州，1986年，迁葬于杭州西子湖畔南屏山麓章太炎墓侧。