魏了翁數歲即從諸兄入學，儼然像成年人。稍微大一點，聰明穎悟特出，日讀千餘言，過目不忘，鄉裏稱他為神童。十五歲，撰寫《韓愈論》，文章抑揚頓挫，有韓愈遺風。
慶元五年（1199年），魏了翁中進士第三名，授劍南西川節度（駐成都，今屬四川）判官廳公事。
嘉泰二年（1202年），召為國子監的國子正，次年改任國子監武學博士。
開禧元年（1205年），召試學士院，改任秘書省正字。
開禧二年（1206年），升秘書省校書郎，以親老為辭而出任嘉定（今樂山）知府。同年末，在赴任途中到達江陵（今屬湖北）時，四川宣撫副使吳曦叛宋降金，魏了翁因而未能到任。
開禧三年（1207年）二月，李好義等殺吳曦後，魏了翁在繼續赴任途中於廣安（今屬四川）收到免職之命，遂奉雙親回蒲江故裏。同年末，奸臣史彌遠秘密殺害權臣韓侂胄後，理學人士劉爚建議史彌遠崇奉理學、起用名人以改善其醜陋形象。“朝廷收召諸賢”，魏了翁也在收召之列。
嘉定元年（1208年）十月，“會史彌遠入相專國事，（魏）了翁察其所為，力辭召命”，魏了翁從一開始就覺察到奸相史彌遠“收召諸賢”的用意，因而“三辭聘召”以“遷延歲月”。不久父親去世，魏了翁解官守喪，遂於州西白鶴岡下建成鶴山書院，著書立說，授徒傳道，宣揚理學。起複，任漢州（今四川廣漢）知州，免欠稅以減輕人民負擔，但因橋毀傷人命而降授宮觀閑差，數月後又起任眉州（今眉山）知州。嘉定四年，升任潼川府（今三台）路提點刑獄公事（監司）。
嘉定八年（1215年），兼本路提舉常平，後又改兼轉運判官。作為理學家的魏了翁見到南宋理學家朱熹、張栻均已賜諡，次年春遂以周敦頤曾任本路合州（今重慶合川）的官職為由，奏請為周敦頤賜諡，同時也為程顥、程頤請諡。在魏了翁的一再奏請下，直到嘉定十三年，朝廷才特賜周敦頤諡元、程顥諡純、程頤諡正，魏了翁遂進一步為張載請諡，並請將四人從祀孔廟，朝廷雖隨後又特賜張載諡明，但未同意將四人從祀於孔廟。盡管如此，將不符合通常賜諡規定的四個理學創始人特賜諡號，仍極大地提高了理學派聲望，並為以後理學獨尊地位的取得奠定了基礎。
嘉定九年（1216年），魏了翁一度以路級監司官代理本路的遂寧（今屬四川）知府。
嘉定十一年（1218年）春，改任瀘州（今屬四川）知州、兼主管潼川府路安撫司公事（帥司）。母死守喪，起複後任潼川知府。
嘉定十四年（1221年），朝廷提升了翁任潼川路提點刑獄公事。在這十五年期間，他曆任轉運判官；直秘閣官；秘書監官等職務。治績大著，眾人有口皆碑。理宗皇帝執政後，時事多變。了翁積憂成疾，三次上奏要求隱退，都不批準。卻又任起居郎官。那時，因雷聲非時（雷聲按季節，但不是時候而發雷聲）認為異常，皇上心神不定。了翁入對，闡述理學與政見，指出“心”的作用。並為皇上謀求久安長治計策。不久，又為一個降職後死去的官員無處埋葬之事據理力爭，被一個官員指控為首倡異論。朝廷竟以欺世盜名、朋邪謗國罪，把了翁削官三等，後到湖南省靖縣居住。不久，了翁再入朝，宰相想要拉攏，他不與苟同。在三年時間裏，了翁足跡遍及大江南北。那時，湖南、湖北、江蘇、浙江幾個省的許多讀書人背著書籍紛前來求教。這一時期，了翁勤勞恭謹，全身心地投入傳授理學知識，並著久九經要義鑼一百卷，成為當時最好的著作。
寶慶二年（1226年）2月，了翁被召回。前後這些都不是理宗的本意。了翁要求回歸故裏，理宗不肯，便改任資政殿學士。
紹定四年（1231年），魏了翁複職，主管武夷山衝佑觀。
紹定五年（1232年），又改提舉江州太平興國宮，不久，又知遂寧府，他辭謝不拜受。後升任寶章閣待製、潼川路安撫使、知瀘州。瀘州是一個大藩屏，控製邊境的麵積達兩千裏，而武備不修，城廓廢弛。魏了翁乃奏請修繕瀘州的城樓、垣牆和雉堞，並增置軍械，訓練盾牌手，申明軍紀，興辦學校，蠲免欠稅，恢複社倉，修建義塚，修辦養濟院。他上任隻有幾個月，就出現了百廢俱興的局麵。
紹定六年（1233年），時值史彌遠逝世，理宗親政，魏了翁被提升為華文閣待製，賞賜了金帶，仍留居原任。入朝以來，了翁見一些高官顯貴大權獨攬，廢法紀，無綱常，致政權腐敗，不可救藥。他疾惡如仇，在應詔赴任途中，給理宗上疏曰：“時政有十弊，建議理宗恢複曆來好的傳統，以表新興之大為。”他的整頓朝政十項建議，其中第二、三項關於恢複二府之法規與恢複都堂之紀律，以便聚議及嚴明朝綱和第六項恢複台諫製度，以便公開進退人才等建議，至今仍有非常重要的現實意義，應該以史為鑒。十項建議論述萬餘言，引事實，切時弊，辯是非，講利害，理宗讀畢，深受啟發和震動，手拿奏章舉讀成誦。從此，舊典章都得到了恢複。
端平元年（1234年）10月，魏了翁任禮部尚書兼直學院。他忠於職守，縱論政事，體察民情，訪問人才，召從臣集議，許多事情做得認真、紮實，不負眾望。回朝六個月前後共上奏廿多章，全是當務之急。皇上欲引了翁參與共商國家政事，而嫉妒他的人合夥竭力排斥，使他不能安心在職。
端平二年（1235年）十一月，了翁因熟知兵書、兵法，又量力國家，榮幸擔任端明殿學士，參預理宗機要工作、撰寫文書等。又任守宋時最高軍事機關（今國防部）副職。十二月，督視京湖軍馬。恰逢江淮督府長官死去，又把全部政務托付了翁。那時正值元軍侵犯宋境，且戰事失利，朝廷驚慌，理宗憂慮。一次例行朝拜結束後，理宗麵贈了翁一首親筆的唐人嚴武詩：“昨夜秋風入漢關，朔雲贈邊月滿西山。更催飛將追驕虜，莫遺沙場匹馬還。”和“鶴山書院”四個大字，並贈金帶鞍馬，又命宰相、重臣關外設宴餞行。了翁掌管邊關兵馬戰事後，即以吳潛為參謀官，趙善潮、馬光祖為參議官，重申軍規，嚴明軍紀，並身先士卒，加強練兵，一時軍力大增。由於全軍上下團結一心，奮勇殺敵，很快擊敗了元軍。了翁勝不驕，同時提醒將帥們加強警戒並調遣增援部隊，安撫為國捐軀士卒，罷免貪生怕死將領，及時向理宗奏明邊防十件事。過了二十多天，了翁被提升當國防部部長。在赴邊關奏事時，因得病提出辭呈。那些存心排擠了翁的人早在那裏窺視，並蠢蠢欲動。他們趁機推波助瀾，又大造輿論。
嘉熙元年（1237年），改任知福州、福建安撫使。同年八月，了翁寫了奏折向理宗請求告老還鄉，但沒有被批準。以病重又寫奏折給理宗。有一個官員問了翁，了翁穿衣戴帽同他談話。並且說：“我一輩子對自己淡然無所求，沒有任何非份之想。”官員又說：“邊境發生了亂事。”了翁久久苦皺眉額，便口授最後給理宗的奏折。隻過了一會兒，魏了翁便與世長辭，終年六十歲。十天後，接到理宗頒詔書封魏了翁為資政殿大學士、通奉大夫。
當理宗接到了翁送來的遺奏，知道他已經去世時，十分悲痛。他不理政事，罷朝以示哀悼。惋惜有用的人才沒有充分發揮作用。追封他為太師，諡號文靖，累贈秦國公，詔賜第宅於蘇州南宮坊（現書院巷）。
元至順元年（1330年）虞集奉敕題“鶴山書院”額於其第宅。