欧阳玄，字原功，祖籍庐陵，与欧阳修同宗，曾祖父时迁居浏阳，故为浏阳人。玄幼年时智慧超群，母亲授以《孝经》、《论语》、小学各书，八岁拜本乡张贯之为师，已能日记千字，并能做文。一次部使者巡视时，令学生做梅花诗，他立即写了十首，到晚上增加到百首，人们都很惊骇。十四岁学习词章，能提笔成文，在校考试成绩皆为优秀。二十岁左右闭门读书，经史百家，无不研究，对于宋代程颐、程颢诸儒的学说渊源，尤其融会贯通。
延..元年(1314)，科举得了贡生。次年赐进士，任命为岳州路平江州同知。后调为太平路芜湖县尹。在他任职期间，长期积压的疑案都做了处理。对不法的豪强，公正地判罪，得到民众的拥护，全境出现太平景象。后调任为武冈县尹。这里是少数民族杂居的地方，常有武斗。玄到任一个多月后，赤水太清两洞聚众，互相攻杀，官府对此束手无策。玄带着两个随从，独自骑马去肇事地点，看见双方仍在战斗，伤亡者遍地皆是。獠人得知欧阳玄来此，立即放下兵器下拜，并说：“我等并非不畏法，只因诉讼时县官不能秉公执法，反加重徭役，因之被迫武斗。不意清官来此。”玄对他们讲明武斗的祸福，并恰当地处理了诉讼案件，獠人信服，不再闹事。
以后被任命为国子博士，升为国子监丞。致和元年(1328)升迁为翰林待制，兼国史院编修官。时值兴兵，玄每日都参与宫廷的军机大事，凡远近调发，都由他草拟诏书，传令施行。不久改元为“天历”，一切公文书写由他起草。还条陈时政数十事，也多推行。次年初设奎章阁学士院，后又设艺文监附属于它，推选清廉和威望高的人任职，文宗亲自任命玄为艺文少监。玄奉诏编纂修订《经世大典》，升艺文太监，以及检校书籍事。
元统元年(1333)改任太常礼仪院事，拜为翰林直学士，编修四朝实录，不久又兼国子祭酒，后又召到中都商讨事务，升为侍讲学士，再兼国子祭酒。后至元五年(1339)，因足患麻木症，请假南归医治，顺帝未允。授予翰林学士，不久恳请辞官，顺帝仍未允，让他上朝时免于行礼，改元“至正”，更改朝政，凡行不便的事，在宫廷中议政时，玄都直言无忌。不久南归，后又起任翰林学士，因病未行。
皇上下诏修辽、金、宋三代历史，玄任总裁官。他为此制定统一的条例，文中有不合要求者，玄亲笔改正，至于论、赞、表、奏都由玄执笔。至正五年(1345)，顺帝因他历任几朝的官职，且修三史有功，又任命他为翰林学士承旨。不久玄又请求辞官，顺帝仍未答应，御史台奏请任命玄为福建廉访使，行至浙西，旧病复发，请求退休，隐居南山。后又任翰林学士承旨。玄多次恳切辞官，未获批准，于是授给湖广行中书省右丞的职务，并赐白玉束带，给以终身的俸养。正要动身，顺帝又不同意，仍命其任翰林学士承旨，进阶为光禄大夫。
至正十四年(1354)，汝、颍义军风起，蔓延于附近各州县，玄献上招捕之策，虽条条可行，但当时不能用。十七年春，玄又请求辞官，想由蜀地返乡，顺帝未同意。当时要大赦天下，宣布玄赴内府。玄长期生病，不能行走，丞相传皇帝圣旨，准坐轿子到延春阁下轿，这实在是特殊的待遇。这年十二月二十九日卒于崇教里的寓所，享年八十五岁。顺帝赐给优厚的财物厚葬。并赠崇仁昭德推忠守正功臣、大司徒、柱国等称号，追封为楚国公，谥号文。
玄气度宽宏，生活节俭，为官清廉。做官四十多年，有四分之三的时间在朝廷，三任成均，两任祭酒，六入翰林，三次拜承旨。编纂《实录》、《大典》及辽、金、宋三史，皆是大部头著作。多次任科举主考官，两次任知贡举及阅卷官，凡宗庙朝廷的雄文要令，皆出自玄手。海内名川大山，佛道庙宇，王公贵人之碑都以得到玄的文辞为荣。片言只字，流传社会，都很宝贵。著有《圭斋文集》若干卷传于后世。