서울대학교, 동국대학교에서 동물학을 전공하고, 당시 우리나라에서는 불모지나 다름없었던 거미학 분야를 일구었다. 대학원에 다니던 시절 곤충을 채집하러 나갔다가 우연히 희귀 거미들을 발견한 후 거미의 세계에 빠져들었고 우리나라 최초로 거미 연구로 박사학위를 받은 학자가 되었다. 우리나라에는 800종에 달하는 거미가 사는데 그중에서 한국땅거미, 버들염낭거미, 관악유령거미 등 130여 종은 김주필 박사가 직접 찾아낸 것들이다.
2004년 경기도 남양주시에 ‘아라크노피아 생태수목원’을 열어 일반인들에게 거미를 널리 알리기도 하고, 거미를 이용한 무농약 농사도 연구하고 있다.