廣師博學
楊萬裏生於宋高宗建炎元年九月二十二日（1127年10月29日），他八歲喪母。其父楊芾精通《易經》，常忍著饑寒購買書籍，在十年之內，積得藏書數千卷。在父親的影響下，楊萬裏自幼讀書非常勤奮，廣師博學，鍥而不舍，曾從師於高守道、王庭珪等人。
紹興二十年（1150年）春，楊萬裏赴臨安參加禮部試，落第而歸，仍繼續求學。
紹興二十四年（1154年），楊萬裏進士及第。次年，拜劉才邵為師。
紹興二十六年（1156年），授贛州司戶參軍。在贛州司戶任上，其父楊芾又攜領他去拜見滴居南安的張九成和途經贛州的胡錐。王庭珪、張九成、胡銓等前輩的學問、節操以及力主抗金的愛國精神，給了楊萬裏以重要的影響。
紹興二十九年（1159年）十月，調任永州零陵縣丞。時主戰派領袖張浚滴居永州，閉門謝客。楊萬裏三次前往拜謁而不得見，後以書信力請，並通過其子張拭介紹，才得接見。張浚對他說：“元符貴人，腰金纖紫者何隙，惟鄒誌完、陳瑩中姓名與日月爭光！”同時勉之以“正心誠意”之學。楊萬裏服膺其教終身，於是名其讀書之室曰“誠齋”，以明己誌。胡銓當時謫居衡州，楊萬裏又請他為此寫了《誠齋記》。為丞零陵，“一日而並得二師”，張浚、胡銓兩位愛國名臣成為楊萬裏終生效法的榜樣。
千慮策論
紹興三十二年（1162年）六月，高宗遜位於太子趙昚（即宋孝宗），南宋政局發生重大變化。孝宗即位後，銳意恢複，起用張浚為樞密使，不久又任其為相。
隆興元年（1163年）秋，楊萬裏離零陵任，赴調至臨安。因張浚推薦，除臨安府教授。未及赴任，就因父病，而於隆興二年（1164年）正月西歸吉水。八月四日，父病故，在家服喪。
幹道三年（1167年）春，楊萬裏至臨安，先後謁見副樞密使陳俊卿和樞密使虞允文，上政論《千慮策》。
《千慮策》分“君道”、“國勢”、“治原”、“人才”、“論相”、“論將”、“論兵”、“馭吏”、“選法”、“刑法”、“冗官”、“民政”共30篇，深刻總結了靖康之難以來的曆史教訓，直率批評了朝廷的腐敗無能，提出了一整套振興國家的方針策略，充分顯示了楊萬裏的政治才能。
治理奉新
幹道六年（1170年），楊萬裏除隆興府奉新縣知縣。恰值奉新大旱，百姓生活十分困苦。楊萬裏於四月二十六日上任，見牢中關滿交不起租稅的百姓，官署府庫卻依然空虛，深知是群吏中間盤剝所致。於是他下令，全部放還牢裏的“囚犯”，並禁止逮捕、鞭打百姓，然後發給每戶一紙通知，放寬其稅額、期限。結果百姓紛紛自動前來納稅，不出一月，欠稅全部交清。楊萬裏在奉新任職雖隻半年，卻初次實踐了他的不擾民政治，頗獲治績。
十月，因右相虞允文推薦，楊萬裏被召為國子博士，自此開始在京任職。
曆職內外
幹道七年（1171年），張栻之前因反對寵臣近習執掌要職而得罪虞允文，於此年被擠，出知袁州。楊萬裏抗章力爭張拭不當去位，又致書虞允文，以正理相規勸，公而忘私，深為世人稱道。七月，轉太常博士。
幹道八年（1172年），升太常兼權任吏部右侍郎。
幹道九年（1173年）四月，轉將作少監。
淳熙元年（1174年）正月，除漳州知州。臨行時不忘上劄，忠告孝宗戒貪吏、施廉吏。後因病未赴任，家居三年。
淳熙四年（1177年）春，出常州知州。
淳熙六年（1179年）正月，除提舉廣東常平茶鹽公事。楊萬裏於二月攜家離開常州，待次近一年。
淳熙七年（1180年）正月，離吉水赴任廣東。
淳熙八年（1181年）二月，改任廣東提點刑獄。同年冬，閩“盜”沈師進入梅州，他率兵平定，被孝宗稱為“仁者之勇”，賜直秘閣。
淳熙九年（1182年）七月，繼母去世，離任服喪。
淳熙十一年（1184年）十月服除，被召人京任尚書右郎，後任吏部員外郎。
淳熙十二年（1185年）五月，除吏部郎中，應詔上書，極論時事。宰相王淮問他：“宰相何事最急先務”，楊萬裏以“人才最急先務”為答，並條上《薦士錄》（《淳熙薦士錄》），舉薦朱熹等六十人。孝宗親自將其升為東宮（太子）侍讀，太子趙惇親題“誠齋”二字贈給楊萬裏。
淳熙十三年（1186年），轉任樞密院檢詳，曆任尚書省右司郎中、左司郎中，仍兼東宮侍讀。
淳熙十四年（1187年）十月，任秘書少監。
享廟之爭
淳熙十五年（1188年）三月，孝宗采納翰林學士洪邁之議，以呂頤浩等人配饗高宗廟祀。楊萬裏力爭主戰名相張浚當配饗，指斥洪邁不俟集議、專輒獨斷，無異“指鹿為馬”，因此惹惱孝宗。孝宗說：“萬裏以朕為何如主？”因而削去直秘閣，出知絹州（今江西高安）。
複召還朝
淳熙十六年（1189年）二月，孝宗禪位於太子趙惇（即宋光宗）。楊萬裏於五月複直秘閣，八月被召，九月入京。他連上三劄，要求光宗愛護人才，防止奸佞做到“一日勤，二日儉，三日斷，四日親君子，五日獎直言”（《第三劄子》）。十月，除任秘書監。
紹熙元年（1190年），以煥章閣學士職充任接伴金國賀正旦使，兼實錄院檢討。八月，《孝宗日曆》修成，照例應由楊萬裏為《日曆》作序，而宰臣卻另命禮部郎官傅伯壽作序，楊萬裏於是自劾失職，請求去職，光宗挽留。接著又因要進《孝宗聖政》書，本應由楊萬裏奉進，但孝宗猶念舊惡，大不痛快，於是外調楊萬裏為江東轉運副使，暫時代理總管淮西和江東軍馬錢糧。
幽居不出
紹熙二年（1192年），朝廷下令於江南諸郡行使鐵錢會子，楊萬裏上書諫阻，不奉詔，得罪宰臣，因而改任贛州知州，楊萬裏未就職，並請求任祠祿官，獲授秘閣修撰、提舉萬壽宮，於八月謝病自免，回歸吉水。自此幽屏，便與世絕。
紹熙五年（1194年），光宗禪位於宋寧宗趙擴。寧宗即位後，召楊萬裏赴京，楊萬裏辭謝不往。次年九月，升煥章閣待製，提舉興國宮。
慶元四年（1198年）正月，進封吉水縣開國子，食邑五百戶。
慶元五年（1199年），因已過退休的年齡，便請求致仕。三月，升寶文閣待製，允其致仕。次年十二月，進封吉水縣開國伯。
嘉泰三年（1203年）八月，進寶謨閣直學士，寧宗賜其衣帶。
嘉泰四年（1204年）正月，進封廬陵郡開國侯，加食邑三百戶。
開禧元年（1205年），寧宗又召楊萬裏赴京，他再次推辭。
病逝家中
開禧二年（1206年）二月，升寶謨閣學士。同年五月八日（6月15日），楊萬裏逝世，享年八十歲。
開禧三年（1207年）正月，朝廷追贈楊萬裏為光祿大夫。
嘉定六年（1213年）十二月，朝廷宣敕，賜楊萬裏諡號“文節”。