班固生在這個家學淵博的家庭中，幼年即聰慧異常。在父親班彪的教育下，受儒學熏陶，九歲時便能著作文章、誦讀詩賦，16歲入洛陽太學就讀。他博覽群書，窮究諸子百家學說，熟悉漢史掌故，為後來的著述打下了良好的基礎。建武三十年（54年），班彪去世，留下了遺作《後傳》。班固離開太學，返鄉為父守喪，並閱讀其父《後傳》的手稿。他感到其父“所續前史未詳”，於是有誌於繼承和發展前人的史學事業，自永平（58年—公元75年）初年起，著手編撰《漢書》，專寫西漢一代230年的曆史。
說到這裏便不能不提到班固的弟弟班超。班超和做學者的哥哥不一樣，不願老死書齋當中，年輕時家境貧寒，班超為官府抄寫文書以補貼家用，勞苦之際，不禁感歎：大丈夫應當像傅介子、張騫那樣立功異域，以取封侯，於是投筆從戎，遠赴西域，果真成就了一番偉業。
班固居家編著《漢書》，不料卻被人上書明帝，告發他私改國史。自從司馬遷著述《史記》之後，漢朝統治者便對私人的曆史著作頗為忌憚，因此班固立刻被捕入獄，家中的書籍也被查抄。班超擔心哥哥受屈而難以辯明，便趕往京都上書，在漢明帝麵前申說班固著述之意，地方官也將其書稿送到朝廷。幸好當時的明帝比較賢明，審閱書稿後，十分賞識班固的才華，便任他為蘭台令史。蘭台是漢朝收藏圖書的地方，專設官員管理和校訂圖書。這個工作對讀書和治學極為有利，為著書立說提供了寶貴的物質條件。
班固做了蘭台令史，便和陳宗、尹敏等人共同撰成《世祖本紀》，記載漢光武帝創立帝業的曆史。班固因此升遷為郎，“典校秘書”。他又撰寫開創東漢的功臣列傳以及平林、新市、公孫述載記共28篇，送呈朝廷。這些著述，都被後來官修的《東觀漢紀》所采用。完成上述著作後，他又在漢明帝授意下繼續撰寫《漢書》。先後曆時“二十餘年”，到“建初（76年—83年）中”，完成了大部分的著述任務，受到當時的一致好評，“當世甚重其書，學者莫不諷誦焉”。
班固為郎之後，與皇帝“遂見親近”。當時東漢建都洛陽，而關中耆老猶望遷都長安。班固於是作《兩都賦》，呈給漢明帝。到了漢章帝時候，因為天子雅好文章，班固更加“得幸”，多次入宮與皇帝論學。建初三年（78年），班固升任玄武司馬，掌管守衛玄武門。次年，章帝於洛陽北宮白虎觀召集諸儒，講論《五經》異同。班固受命“撰集其事”，寫成《白虎通義》（又稱《白虎通德論》），這是班固生平另一部重要著作。這部書是董仲舒以來今文學派唯心主義和神秘主義哲學的延伸和擴大，是今文經學政治學說的提要，對班固著述《漢書》也有很大的思想影響。
和帝永元初年（89年），竇太後任命竇憲為車騎將軍出征北匈奴，班固為中護軍，參與謀議。漢軍與南匈奴兵大勝，出塞3 000餘裏，一直追到燕山。東漢與匈奴多有戰事，但屬這一戰贏得最光彩，竇憲得意之餘，在燕然山刻石勒功，令班固作銘，頌揚大漢天聲。可惜好景不長，永元四年（92年），竇憲因外戚專權而被和帝奪了兵柄，被迫自殺。班固由於和竇憲關係密切，受到株連，被免除官職。班家奴仆以往曾仗勢侮辱洛陽令種兢，種兢起初因畏懼竇憲而含怒未發，待至竇憲垮台及班固失勢，便落井下石，收捕班固入獄。不久，班固死於獄中，時年61歲。
班固幾十年中斷斷續續著述《漢書》，臨終時，八表及《天文誌》尚未完成。漢和帝命他的妹妹班昭在東觀藏書閣續書，班昭續完了《漢書》八表，《天文誌》則由馬續完成。可以說，傳世至今的《漢書》，是經由班彪、班固、班昭和馬續四人撰寫，曆時數十年才完成的。不過，最主要的部分依然是班固幾十年心血的結晶。
《白虎通義》，是班固另外一部重要著作，可以說是東漢政府“欽定”的一部書，包括經學、史學、哲學、神學等多方麵內容，代表了東漢的官方意識形態，是了解兩漢學術與政治的必讀書。
《後漢書》與《史記》、《漢書》、《三國誌》並稱“前四史”，是紀傳體史書的代表作之一。全書包括帝後紀10卷，列傳80卷，記載了王莽末年到漢獻帝遜位其間200餘年的史事。其中紀、傳的作者是南朝時期劉宋的學者範曄，誌的作者是晉朝司馬彪，此書為曆史愛好者的必讀書。