由於跟隨在北京做官的父親，班固得以在洛陽太學讀書。在國子監班彪的引論中，他博覽群書，研究百家之言，為以後寫《漢書》打下了堅實的基礎。班固治學不拘壹格，“不為章句，而為義”，虛心研究各種學派。由於他的謙虛和慷慨，班固深受單身漢們的喜愛。
建武三十年(54年)，班彪去世，班固從國子監回到家鄉吊唁父親。在他的憂慮中，他開始整理父親的歷史記錄？傳記之後。在整理的過程中，他發現《後傳》中記述的歷史不夠詳細，於是決定代父完成修訂工作，在《後傳》的基礎上撰寫《漢書》。不幸的是，這項工作開始後不久，有人寫信給明帝憲宗，說他未經許可篡改了國史。班固被逮捕，關進了京兆監獄。所有手稿都被復制並送往洛陽。這時，幸虧他的哥哥班超寫信給明帝為他辯護；縣令也為他寫了壹封信，班固出獄了。他的才華被明帝發現，隨即被調到校書部，並被命名為《蘭臺史》，編纂國史。當他和陳宗等人完成《祖宗傳》後，他被提升為郎官，擔任典學秘書。此後，班固又花費了20多年的心血，到張中期基本完成了《漢書》的編纂。
自從班固遷到朗關後，壹直受到皇帝的高度重視。張帝主政時，班固看到京師正在大興土木，於是前往“兩都”，得到張帝賞識。從此，他越來越受到皇帝的寵愛。班固多次被張皇帝召入宮中。張皇帝出巡時，班固不時陪同。每當朝廷有重要大事，班彪就會被引進，班固會奉命發表意見，與大臣或大臣辯論。實際上，他成了張皇帝的貼身侍從和顧問。
張帝開國三年(78)，班固升為宣武司馬。第二年，張皇帝仿照西漢皇帝石渠亭的故事，在白虎關召集當代著名儒學家，討論五經異同，親自統治。班固作為歷史學家，參加了會議記錄，並奉命將討論結果整理成《白虎同德論》(又稱《白虎依桐》)。
永元元年(89)，何棣即位。竇憲將軍遠征匈奴，班固被任命為中國禁衛軍的護衛，參與討論。竇憲被可汗打敗，爬上了楊希嫣山(今內蒙古自治區杭愛山)。班固在楊希嫣山上寫下了著名的碑文，並刻石記錄他的功績。本和竇是世交。班固在鬥仙入幕府後，兩人關系更加密切。永元四年(92)，竇憲班師回朝鮮。不久他因政治鬥爭失敗而自殺。班固被免職。由於與班固的宿怨，洛陽令趁機指控羅誌，將班固逮捕入獄。同年，班固死於獄中，享年61。