1148年（皇统八年）农历正月十九日，丘处机生于山东登州栖霞。自幼失去双亲，尝遍人间辛苦。从童年时就向往修炼成“仙”，少年时栖身村北的公山，过着“顶戴松花吃松子，松溪和月饮松风”的生活。传说，他为了磨炼意志，曾一次次将铜钱从石崖上扔进灌木丛，直到找到为止。
年十九出家宁海昆嵛山，（今牟平境内）。1167年开始学道。1168年拜全真道祖师王重阳为师，王重阳为他取名处机，字通密，号长春子。
1169年（大定九年），王重阳携弟子4人西游，途中得道飞升于汴梁城，嘱咐：“处机所学，一任丹阳。”自此，丘处机在马丹阳教诲下，知识和道业迅速长进。和其他师兄弟合称“全真七子”他们是：丹阳子马钰、长真子谭处端、长生子刘处玄、长春子丘处机、玉阳子王处一、广宁子郝大通、清静散人孙不二（马钰之妻）。全真七子随王重阳一起弘扬道教全真派，丘处机在王重阳仙化后入磻溪穴居，历时六年，行携蓑笠，人称“蓑笠先生”。后又赴饶州龙门山（今宝鸡）隐居潜修七年，成为全真龙门派创始人之一。
1168年（大定八年）至1170年（大定十年）间，丘处机跟随王重阳在山东和河南传教。
1170年（大定十年）春，王重阳在河南汴梁升天后，丘处机跟随同门马钰、谭处端和刘处玄到陕西终南山拜会王重阳的朋友，及后于1172年将王重阳灵骨迁葬终南山。
1174年（大定十四年）8月，丘处机隐居磻溪（今陕西宝鸡境内）潜修7年，又到陇州龙门山潜修6年。这期间，他“烟火俱无，箪瓢不置”，“破衲重披，寒空独坐”，生活极为清苦，但“静思忘念，密考丹经”，潜心于养生学和道学的研究，并广交当地文人学士，获得了丰富的历史、文化知识。
1188年（大定二十八年）三月，丘处机应金世宗召，从王重阳故居赴燕京（今北京），奉旨塑王重阳、马丹阳（时已去世）像于官观，并职“高功”，主持了“万春节”醮事。对皇帝作出了“持盈守成”的告诫。此时丘处机已名声大振。
1191年（明昌二年）秋，丘处机东归故里，修建了一处修道之所，金章宗赐匾额“太虚观”，即后来的太虚宫。因该宫地处滨都里村，栖霞人俗称之滨都宫。
丘处机多次到访崂山，开创了全真道教的“龙门派”。《太清宫志》载：“宋庆元元年乙卯，真人丘长春……七真来崂山。止于本宫，讲道传玄，宏阐教义，道众大悟，各受戒律。”太清宫三皇殿之后巨石上刻有他的石刻十首。
1208年（泰和八年），他到莱西永真观后又来崂山，较长时间在这里修道，今白龙洞（仰口景区）有他的石刻20首。他认为“牢山”名不好，山如同一座大鳌伏于海畔，命名为鳌山，因而明代在山畔建“卫城”的时候叫“鳌山卫”，海畔叫“鳌山湾”，是青岛蓝色硅谷主要“一极”。后又来青岛，在上清宫有题“词”和“诗”。
崂山有许多丘长春的题词、词、诗的刻石，多为丘长春所写，后人上石刻字，如上清宫旁的丘长春词《青玉案》：“长春真人于大安己巳年胶西醮罢，道众邀请来此山，上至南天门，命黄冠士奏空洞步虚毕，乃作词一首，名曰《青玉案》。”白龙洞刻诗20首，是崂山最大的一片石刻。
1203年（泰和三年），刘处玄去世，丘处机任全真道第五任掌教。丘处机掌教时间长达二十四年，期间他在政治和社会上积极发挥自己的影响，使全真道乃至整个道教的发展都进入了兴盛时期。
在1203年（泰和三年）至1219年（兴定三年）间，他在山东蓬莱、芝阳、掖县、北海和胶西等地传教；1214年（贞祐二年），山东发生杨安儿起义，金朝驸马都尉仆散朝恩请丘处机协助招抚乱民，凭借丘处机的声望，登州和莱州等地很快恢复平静。
1216年（贞祐四年），金宣宗下诏派东平军王庭玉召丘处机赴汴梁，但丘处机认为金朝皇帝有“不仁之恶”，推辞未前往。
至1219年（金兴定三年，宋嘉定十二年），宋宁宗派遣将领李全、彭义斌持诏书敦请丘处机赴临安，丘处机认为南宋皇帝有“失政之罪”，也推辞未前往。
1219年（兴定三年）五月，成吉思汗派使者刘仲禄等人携带诏书前往山东邀请丘处机前往蒙古帝国相见，十二月，刘仲禄到达山东莱州昊天观，奉命邀请丘处机前往蒙古帝国与成吉思汗会面，丘处机说：“我循天理而行，天使行处无敢违。”欣然同意前往。
1220年（兴定四年）农历正月，丘处机挑选门人弟子赵道坚、宋道安、尹志平、李志常等十八名弟子离开山东昊天观，启程西去，这时他已经年届73岁。几个月后到达大蒙古国统治的燕京（原金朝中都，1215年5月31日被蒙古帝国攻陷后改名燕京），丘处机一行人入驻玉虚观，得到当地官员的热情接待。此时，丘处机听说成吉思汗已经于1219年（兴定三年）六月统兵西征中亚的花剌子模沙朝，而自己年事已高倦冒风沙，欲约成吉思汗来燕京会见，于是写了一份陈情表。刘仲禄乃令曷剌急驰报告成吉思汗。成吉思汗忙于西征战事，不能东到燕京，便写了回复诏书，派遣曷剌带回复丘处机。
丘处机知道燕京会见不可能，便于1221年（兴定五年）春天继续西行。当时刘仲禄欲为成吉思汗挑选处女，丘处机当即劝阻，他说，“春秋时期齐景公为了削弱鲁国，派人挑选美女80人送给鲁定公。定公与国相季氏朝欢暮乐，朝政日衰，孔子为此指责定公：君相沉溺于声色，国家何以图强？”后成吉思汗知悉而罢选。
1221年（兴定五年）四月出居庸关，途经漠南和中亚地区，在漠北草原拜会铁木哥斡赤斤后一路西行，途经镇海城时接纳田镇海的建议留下宋道安、李志常等九名弟子修建栖霞观，然后再经回纥城、昌八刺城、阿里马城、赛蓝城。于同年冬天抵达撒马尔干。
1222年（兴定六年）四月，丘处机途经铁门关抵达“大雪山”（今兴都库什山）八鲁湾行宫觐见成吉思汗，实现了龙马相会（成吉思汗属马，丘处机属龙）。成吉思汗称他为“神仙”。同年秋冬，成吉思汗三次召见丘处机，询问治国和养生的方法，丘处机向他以“敬天爱民”、减少屠杀、清心寡欲等为回应。及后，成吉思汗下诏耶律楚材将这几次的对话编集成《玄风庆会录》。
1223年（元光二年）春天，丘处机向成吉思汗辞行，成吉思汗下诏豁免全真道的赋役，并沿途派兵护送，一行人于冬天抵达宣德府。
跟随丘处机一路西行的十八名弟子之一的李志常，根据一路上的西行见闻，后来写成《长春真人西游记》一书，具有重要的史料价值。
1224年（正大元年）春天，丘处机应燕京官员的邀请主持天长观。
1227年（正大四年），成吉思汗下诏将天长观改名长春宫（今北京白云观），并赠“金虎牌”，以“道家事一切仰‘神仙’处置”，即诏请丘处机掌管天下道教。
1227年（正大四年）农历七月初九日，丘处机在长春宫宝玄堂逝世，享龄80岁，瑞香氤氲整个燕城三日，世人称奇。逝世一周年，他的弟子将他安葬在长春宫内的处顺堂。
元世祖时，追尊其为“长春演道主教真人”。天下百姓为纪念“邱神仙”的无量功德，遂定其生辰正月十九为燕九节，岁岁庆祝至今，现已成为京津地区的著名风俗之一。
丘处机倡导内丹心性说理论和三教合一思想，有别于传统道教多为“飞升炼丹之术，祭醮禳禁之科”，不重视文化修养的风习，力主文以载道、文道并重，在理论上有所建树，以便更好地宣传本门教义。他原先文化水平不高，自入道门以后即刻苦自学，不仅精通道教经典，而且对儒佛二家经典也多有研究。元代人陈时可说丘处机“于道经无所不读，儒书梵典亦历历上口，又喜属文赋诗，然未始起蒿，大率以提唱玄要为意，虽不雕镌而自然成文，有《溪》、《鸣道》二集问世”。除了上述两书外，丘处机另一部重要著作是《大丹直指》。该书系统地介绍了全真教内丹修炼法之奥秘，理论博大精深，被后人誉为“文简而理直，实修真之捷径，入道之梯楷”，是中国道教经典著作之一。
丘处机虽长期从事宗教活动，但对社会问题有着敏锐的洞察力。他深知要使自己的理论有长盛不衰的生命力，必须要在实践中给人们带来好处，而这种实践又必须要得到统治阶级的全力支持。
1188年（大定二十八年），他首先取得当时信奉道教的金世宗青睐，一月内两次在京召见，寻问其长生与治国保民之术。丘处机对金世宗“剖析天人之理，演明道德之宗，甚惬上意”。这是丘处机首次向最高统治者宣传自己的主张，并取得了成功。金世宗不仅亲赐大桃以示褒奖，让他主持万春节醮事，而且下令在宫庵中塑全真教创始人王喆之像以为纪念，为丘处机扩大全真教的影响和提高自己的社会地位无疑起了重要作用。
1219年（兴定三年），丘处机应邀赴中亚成吉思汗行营与其论道。这是在宗教史上一个划时代的重大事件，也是丘处机得以实现自己理想与才干的重大举措，意义极为深远。在此之前，丘处机看到金朝国势衰败，乃隐居于家乡栖霞传道授徒，并先后谢绝了金朝与南宋统治者欲请其辅政的邀请。然而他却毅然接受了成吉思汗之邀，不辞数万里艰苦跋涉，西行至雪山（今阿富汗境内兴都库什山）行营，面见蒙古大汗，充分表现出这位道教领袖在政治上高瞻远瞩的洞察力。
在成吉思汗西征军行营内，丘处机与成吉思汗朝夕相处数月，多次与之论道，具体内容见于耶律楚材所编的《玄庆风会录》一书中。从该书的记载看，丘处机对成吉思汗的影响主要体现在以下三个方面：
一是宣传“去暴止杀”，在一定程度上减轻了蒙古统治者对所征服地区人民所推行的残酷杀戮政策。丘处机针对成吉思汗希冀长生之心理，要他将追求“成仙”与行善结合起来，劝告成吉思汗，养生之道重在“内固精神，外修阴德”。内固精神就是不要四处征伐，外修阴德就是要去暴止杀。丘处机首先赞扬了成吉思汗起兵灭西夏和金是符合天意民心的，迎合了这位大汗的心理，然后劝其务须禁止残暴杀戮，才能使事业最后成功。
成吉思汗后期统治中原的政策有所和缓，在山东为官的木华黎及其继任者对各地反抗大都采用招安措施，固然是由多种因素推动的，但丘处机雪山论道无疑产生了重要影响。此后，丘处机仍然不断劝告蒙元将帅，减少对人民的屠杀。
二是宣传济世安民思想，为恢复和发展中原地区社会经济、救济贫困百姓、安定社会秩序做出了贡献。长期以来，丘处机盼望出现一个好皇帝，以便让人民过上安居乐业的生活。
在成吉思汗大营，丘处机反复向其灌输爱民的道理。由于丘处机循循善诱的说教，对成吉思汗思想多有所触动，认为：“神仙是言，正合朕心。”他还召集太子和其他蒙古贵族，要他们按丘处机的话去做，又派人将仁爱孝道主张遍谕各地。
丘处机不仅宣传济世安民主张，而且也身体力行。在蒙古军控制的邪米思干城（今阿富汗境内），他就将从蒙古贵族那里得到的粮食救济饥民。他利用宫观广发度牒，安抚了大批无以为生的流民，使之加入全真教，从而免除了他们承担的苛捐杂税。
此举在当时影响巨大，以致各阶层人士纷纷涌入全真教门下，文人、官吏以与全真教相交为荣，道教其他派别甚至佛教寺庙也挂起全真旗号。丘处机在北京建长春宫（今白云观），作为全真教大本营，又在各地建立道观向全国推广。在元政府支持下，一时间全真教达到“古往今来未有如此之盛”的兴旺局面。
丘处机诗词也有较高的文学造诣，从保留下来的近五百首诗和一百五十首词看，丘处机继承了唐诗宋词之长，不追求辞藻之华丽，自有朴实、流畅、明快之风格。他把写诗填词作为宣传道教理论、谈机锋、唱玄的一种方式，许多与文人学士唱和的诗词中都表现出共同研讨中国传统文化的内容。还有部分诗词直接反映社会状况和人民生活，具有强烈的现实主义精神。如《悯物》、《因旱作》等诗将社会动乱、万民涂炭、百姓的痛苦生活和自己悲愤的心境描写得淋漓尽致。
丘处机对道教传统文化的汇集尤为重视，“尝视道经泯灭，宜为修复之事”，晚年组织了重新修撰《道藏》的工作。他委托其弟子宋德芳，在元朝政府支持下，历时八年，完成重印《道藏》120卷。《道藏》的重修印行，不仅保存了完整的道教典籍，同时也弘扬了中国古老的传统文化。
丘处机在弘扬道教文化的同时，还培养了一批学识渊博的接班人，如尹志平、李志常、宋德芳等弟子，均是名闻遐迩的高士。尹志平撰写的《北游录》等书，创造性地继承、发挥了丘处机三教合一思想，是元代全真教最重要的理论著作之一。李志常儒学功底也很深厚，元太宗窝阔台曾邀其为皇太子讲授《道德经》、《孝经》、《易》、《书》等。元宪宗蒙哥还向其请教治国保民之术。他根据亲身伴随丘处机西行的经历所撰写的《长春真人西游记》，内容翔实，文笔生动，堪称元代中外文化交流史上的佳作。
丘处机坚持全真教“修仁蕴德济贫拔苦，见人患难，常怀拯救之心”宗旨，不仅做到了匡救时弊，而且时刻乐于助人。他认为养生学和医学知识是救人性命不可缺少的手段。因此他长期研习中国传统医学知识，充分汲取《内经》等理论，写出了《摄生消息论》这部养生学、医药学专著。在这部书中，他根据人身及其活动应与四时相适应的原则，从起居、饮食、精神、环境和防病等方面进行了详细的研究。如在起居方面，主张人体气血运行盛衰及腑脏经络生理机能与四季昼夜之间发生阳消阴长、阴消阳长的生理变化相适应。春季要“夜卧早起，广步于庭”；夏季要“夜卧早起，无厌于日”；秋季要“早卧早起，与鸡俱兴”；冬季要“早卧晚起，以待阳光”。起居要保持一定的规律。他还根据内脏病理变化与症状表现，分述了相肝脏病法、相心脏病法、相肺脏病法、相肾脏病法及其内脏病变的外在表现等，并提出了因时制宜，运用理、法、方、药进行辩证治疗的方法。如强调肝病欲散，急食辛以散之，用酸以补之；当服升麻疏散之剂。心病欲濡，急食咸以濡之，用苦以补之，甘以泻之；宜服补肾汤药，壮肾阳，濡心阴，制心火。肺病宜酸以收之，用辛以补之，苦以泻之；肺气燥，宜食芝麻以润其燥。肾病，宜食咸以补之，用苦以泻之，辛以润之；宜以温补肾阳、滋补肾阴，利湿化痰等等。
书中还把一年四季按五行、五味与脏腑相配，依照生克制化与阴阳消长原理，论述了每季摄生消息及注意事项。丘处机在书中提出的养生学和医药学知识，至今仍有其科学性极高的参考价值。
丘处机道教词是同类中的上乘之作，前人对其评价甚高，唐圭璋先生的《全金元词》收入其词作的全部内容，顾嗣立编《元诗选》、陶湘补编《景宋金元明词》、周泳先编《唐宋金元词钩沉》、朱祖谋辑《瞗村丛书》亦收入其诗词。丘词收入《磻溪集》，该书主要是丘处机居磻溪、龙门修道时所作，后由其门人编辑结集，共六卷，《正统道藏》收入太平部。唐圭璋先生的《全金元词》收入其词作的全部内容，该书“据影印金本及道藏校补朱本”，又据相关书籍增补了十九首，这样一来，丘词被唐圭璋先生搜罗殆尽。
丘处机遗著有《大丹直指》、《摄生消息论》、《蹯溪集》和《鸣道集》等。其诗词作品，在金、元之交有一定的代表性，后人所编《元诗别裁》、《词林纪事》都选有他的作品。《蹯溪词》一卷，由近人朱孝成辑于《疆村丛书》。丘处机西游经历，由其弟子李志常的《长春真人西游记》详载。
在金庸小说《射雕英雄传》和《神雕侠侣》中，丘处机与其余六位同门合称“全真七子”，是一位武学名家。一位豪迈奔放、武艺高强的道士，以及抗金护民的民族英雄人物，这也使他更为大众所知。
1958年电影《射雕英雄传》：石坚饰演丘处机；
83版《射雕英雄传》中的丘处机
83版《射雕英雄传》中的丘处机(3张)
1976年电视剧《射雕英雄传》《神雕侠侣》：麦天恩饰演丘处机；
1977年电影《射雕英雄传》：杨雄饰演丘处机；
1983年电视剧《射雕英雄传》《神雕侠侣》：夏雨饰演丘处机；
1984年电视剧《神雕侠侣》：毛静顺饰演丘处机；
1988年电视剧《射雕英雄传》：杨元璋饰演丘处机；
1994年电视剧《射雕英雄传》：林尚武饰演丘处机；
1995年电视剧《神雕侠侣》：郭德信饰演丘处机；
1998年电视剧《神雕侠侣》：李海杰饰演丘处机；
1998年电视剧《神雕侠侣》：潘虹饰演丘处机；
2000年电视剧《成吉思汗》：宋桂馥饰演丘处机；
2003年电视剧《射雕英雄传》：周浩东饰演丘处机；
2006年电视剧《神雕侠侣》：陈继铭饰演丘处机；
2008年电视剧《射雕英雄传》：赵毅饰演丘处机；
2013年电影《止杀令》：赵有亮饰演丘处机；
2014年电视剧《神雕侠侣》：沈保平饰演丘处机；
2017年电视剧《射雕英雄传》：邵峰饰演丘处机。
2019年电视剧《神雕侠侣》：刘东浒饰演丘处机
成吉思汗：天锡仙翁，以寤朕志。
乾隆帝：万古长生，不用餐霞求秘诀；一言止杀，始知济世有奇功。
