颜杲卿字昕，与颜真卿同五世祖，出身书香门第。父元孙，在垂拱年间颇负盛名，曾任濠州刺史。杲卿凭父功名任遂州司法参军。性格刚强正直，处事明达有效。曾受刺史责难，严肃辩白，不受屈辱。开元年间与兄春卿、弟曜卿同以写作判词评为超等，吏部侍郎席豫赞叹推许。又以最优升为范阳户曹参军。安禄山闻其名，表奏他任营田判官，代理常山太守。
安禄山反叛，杲卿与长史袁履谦晋见安禄山于途中，禄山赐给杲卿紫袍、履谦红袍，命令他们与自己的义子李钦凑率兵七千驻扎土门。杲卿指着安禄山所赐衣对履谦说：“我与您为什么要穿这个？”履谦醒悟，就与真定县令贾深、内丘领张通幽谋划对付叛贼。杲卿托病不理事，使儿子颜泉明居中往来商议，暗中约定太原尹王承业为内应，使平卢节度副使贾循攻取幽州。计谋泄露，安禄山杀了贾循，派向润客、牛廷..守幽州。颜杲卿表面上还是不管事，政务委托履谦处理，暗中召集处士权涣、郭仲邕制订计谋。此时颜真卿在平原，早就听说安贼叛逆图谋，秘密蓄养了一批敢死之士做抵抗坚守之计。李忄登等人被杀，叛贼命段子光将李忄登等首级传送各郡示众，颜真卿杀了段子光，派外甥卢逖到常山约颜杲卿发兵，切断叛贼北路。杲卿大喜，认为与颜真卿屯兵相掎角可以挫败叛贼西路锋芒，就假借安贼命令召李钦凑议事，钦凑夜还常山，杲卿推说夜间不可开城门，让他在城外驿舍就宿；派袁履谦及参军冯虔、郡中豪士翟万德等数人陪饮慰劳，待李钦凑醉后，杀了他，并杀了李钦凑的部将潘惟慎，这伙贼党被歼灭，投尸于滹沱河。袁履谦以所斩的李钦凑的首级给颜杲卿看，杲卿喜极泪流。
原先，安禄山派属将高邈到范阳征召兵马还没返回，颜杲卿命橐城县尉崔安石逮捕他。高邈到满城，冯虔、翟万德都会集在客舍，崔安石骗说要备酒款待，高邈下马，冯虔命吏人捆绑了他。贼将何千年从赵来，冯虔也抓住了他。未到中午，就押送高、何两贼见颜杲卿。杲卿就派翟万德、贾深、张通幽传送李钦凑首级，并铐送两贼至京城，与颜泉明一起上路。到达太原，王承业想邀为己功，就厚赠颜泉明财物，让他返回，而暗地里派壮士翟乔在中途杀害他。翟乔心里不平，告诉了颜泉明，泉明才得以免祸。玄宗提升王承业为大将军，押送吏人都得到赏赐。后来，王承业冒功之事暴露，玄宗就任命颜杲卿为卫尉卿兼御史中丞、袁履谦为常山太守、贾深为司马。立即传讨贼檄文于河北，声言朝廷兵马二十万进入土门，派郭仲邕率一百骑兵为先锋，驰骋南去，马尾都拖上树枝，扬起漫天尘土，望见的人都说大军到了。到中午，消息传了几百里。贼将张献诚正在围困饶阳，闻讯弃甲而逃。于是赵、钜鹿、广平、河间等地都杀了伪刺史，并将首级传送到常山。而乐安、博陵、上谷、文安、信都、魏、邺诸郡都坚守各自城池。颜杲卿兄弟军威大振。
安禄山至陕，闻颜杲卿兄弟兵威，十分恐惧。派史思明等率平卢兵渡河攻打常山，蔡希德自怀州来与史会师。不到十天，贼兵加紧攻城。颜杲卿兵少，来不及做防守准备，向河东求救。王承业前已窃取杀贼功劳，不肯出兵。颜杲卿昼夜作战，井水干，矢尽粮竭，六天城破，与袁履谦一起被俘。贼胁迫投降，颜杲卿不理。贼押来颜杲卿小儿子颜季明，把刀架在季明脖上说：“投降，就让你儿子活命。”颜杲卿不回答。于是贼杀了颜季明与卢逖。颜杲卿被押至洛阳，安禄山愤怒地说：“我提升你为太守，哪点对不起你，你却反我？”颜杲卿瞪眼骂说：“你不过是营州放羊的羯奴而已，深受朝廷恩宠，天子哪点对不起你，为何要反叛？
我家世代是唐朝臣子，恪守忠义，恨不能杀你以报答皇上，岂能跟你造反吗？”安禄山愤恨不已，绑颜杲卿于天津桥柱上，肢解并吃他的肉，颜杲卿骂不绝口，叛贼钩断了他的舌头，说：“看你还能骂吗？”
颜杲卿在含糊不清的骂声中死去，时年六十五岁。袁履谦被砍断了手足，何千年弟正在旁边，履谦含血唾在他的脸上。
贼兵乱刀砍死了履谦，看见的人都流泪。
颜杲卿的长子近亲都被杀害。颜杲卿被俘后，各郡又沦陷于贼手。
张通幽因为他的哥哥辅佐安禄山，在杨国忠面前说颜杲卿的坏话，所以没有追封颜杲卿。肃宗在凤翔时，颜真卿上表为颜杲卿辩冤，时值张通幽为普安太守，太上皇用杖刑杀了他。李光弼、郭子仪收复常山，把颜杲卿、袁履谦两家亲属数百人释放出狱，厚赠钱物，让他们治丧。乾元年初，追封颜杲卿为太子太保，定谥号为“忠节”，封其妻崔氏为清河郡夫人。起初，博士裴郁认为杲卿不在朝执政，只给谥号为“忠”，参加讨论的人为之不平，所以用“忠节”两字作为谥号。
卢逖、颜季明及长子等都追封为五品官。
建中年间，又追封颜杲卿为司徒。当初，颜杲卿被杀，首级在大街上示众，没有敢收葬的。有一个叫张凑的人，得到了颜杲卿的头发，拿着去拜见太上皇。这天晚上，肃宗梦见了颜杲卿，醒后为之设祭。后来张凑将头发归还杲卿妻，崔氏有点怀疑，而头发看起来像在动。以后颜泉明买下其父遗体将要安葬，从行刑的刽子手得知，杲卿死时一脚先被砍断，与袁履谦埋在一起。指出埋处，发掘得之，遂葬于长安凤栖原。季明与卢逖同一墓穴安葬。
颜泉明讲孝道、有节操，喜欢急人之难。当初被王承业遣回，未到家而常山失陷，所以客居寿阳。史思明围困李光弼时，俘获颜泉明，用皮革裹着，送往幽州，因道路艰险，得以乘机逃脱。史思明归顺朝廷，而颜真卿正任蒲州刺史，令颜泉明到河北寻找族人亲属。过去，一个女儿及姑母之女一起离散在叛贼中，至此就都找到了。颜泉明尽其囊中所有的三万钱赎买了姑母之女回来，然后带了钱再去，自己的女儿又找不到了。袁履谦及自己父亲旧部的妻子奴隶还有三百余人，转徙流离无以为生，颜泉明尽力资助，分多以济少，互相扶助渡河托付给颜真卿。真卿对这些人随来随即予以资助送回。颜泉明殡殓父亲，是与袁履谦分棺而殓，护灵回长安。袁履谦之妻怀疑自己丈夫装殓俭薄，开棺一看，发现与颜杲卿是一样的，感动得顿足号哭，像父亲那样对待颜泉明。肃宗任命颜泉明为郫县令，他施政清明，捕杀惯盗，人心和顺。
成都府尹考核他的政绩为第一，升为彭州司马。家贫，居官清廉，年幼孤儿相依者百口，稀粥都吃不饱，也无怨言。服母丧期间，哀伤至骨瘦如柴。他的义行，世人以为十分难得。