河南济源玉川人。祖籍范阳（今河北涿州）。隐嵩山，客扬州。宪宗元和初期居洛阳，与马异结交。后长期寓居洛阳，贫困不能自给，至向邻僧乞米。元和五年（810），韩愈为河南令，常分己俸赈之。七年二月，韩愈下迁国子博士，仝作《闻韩员外职方贬国子博士》。朝廷征为谏议大夫，不就。大和九年（835）甘露之变发生时，卢仝适在宰相王涯家作客，被误捕而遇害。今人或根据贾岛《哭卢仝》有“平生四十年”句，认为卒于元和间，年约45岁，与“甘露之变”无涉。事迹见《新唐书》卷一百七十六《韩愈传》附传、《太平广记》卷三五十引《纂异记》。参孙之𫘧《玉川子先生传》。

清《古圣贤像传略》中的卢仝画像

卢仝治经学，精《春秋》，韩愈称其“独抱遗经究终始”（《寄卢仝》）。有《春秋摘微》4卷，摘议12公76事，加以批评。原书已佚，清人有辑本，略存其遗说。其诗受韩愈、孟郊影响，多写长篇古体，多用古文拗峭句法，以怪生新，形成险怪诗风。《月蚀》一诗指斥时政，长篇千言，运用长短句式，纵肆奇伟，孙樵誉为“拔地倚天，句句欲活，读之如赤手捕长蛇，不施鞚骑生马，急不得暇，莫可捉搦”（《与王霖书》）。孙樵《与王霖书》谓其《月蚀》诗“拔地倚天，句句欲活”。韩愈重其人，爱其诗，改《月蚀》而为《月蚀诗效玉川子作》。卢仝也有畅适瑰丽者，如《解闷》《有所思》。

南宋刘松年所绘《卢仝烹茶图卷》（故宫博物院藏）

其诗体世称玉川体。宋代韩盈序其集，称其诗“为体峭挺严放，脱略拘维，特立群品之外”。严羽云：“玉川之怪，长吉之瑰诡，天地间自欠此体不得”（《沧浪诗话·诗评》）。刘克庄云：“玉川诗有古朴而奇怪者，有质俚而高深者，有僻涩而条畅者”（《后村诗话》新集卷二）。都给予一定的肯定。

《玉川子诗集》2卷、《外集》 1卷，有《四部丛刊》影印旧抄本通行。《全唐诗》收诗3卷，凡107首。清人孙之𫘧有《玉川子诗集注》。