左思字太冲，齐国临淄人。他的先世是齐国的公族，那时有所谓左右公子，便以左为姓氏。家庭世传儒家学说。父亲左雍，起初作小吏，因才能出众被提升为殿中侍御史。左思自幼学习钟繇、胡毋敬书法及弹琴，皆未学成。左雍对友人说：“左思理解的事物，不如我自幼所知。”因而感愤勤于学习，并喜好陰陽之术。他的面貌丑陋，说话迟钝，但书面表达文辞壮美。生性不爱交往，只求安居从事其所好。
他撰写《齐都赋》，一年便完成。继之又计划以赋赞颂三都，恰值妹左芬被选入宫，举家迁居京都，遂趁机拜见著作郎张载，采访有关岷州和邛州的事物。从此构思历时十年，室内外甚至篱笆厕所都置笔纸，每思得一句，就随手记录。因认为自己所见不广，恳求作管理图书的秘书郎。后完成了赋作，但一时未引起世人重视。左思自信所撰的赋不比班固、张衡之作逊色，只恐因个人微贱而辞被鄙弃。那时安定皇甫谧声望很高，他便往拜见出示其赋，谧阅后称为佳作，给他的赋写了序文。接着张载为《魏都》作注，刘逵为《吴都》、《蜀都》作注及序。刘逵序文中说：“察自中古以来作赋的人很多，司马相如的《子虚赋》独扬名于前，班固的《两都赋》理胜其辞，张衡的《二京赋》文过旨意，至于像左思写的《三都赋》，议论取镑家之长，辞意表达极明，且有精致独到之处，如果没有反复深究的功夫，便不能熟练表达其旨意，如果没有博览实物的积累，便不能全部析明实物之类别。世俗只以远者为贵近者为贱，不肯用心明察事物鉴别其优劣。此赋我有不同的看法，特趁读后感怀，姑且为它作注，也像胡广对《官箴》的增补、蔡邕对《典引》的正定那样。”陈留卫权又给左思赋作《略解》，他在序中说：“我看《三都》赋文，言不矫揉造作，必合经典要籍，对各类不同产物的陈述都有图书或典籍的依据，辞义奇伟，的确很可贵。晋征士故太子中庶子安定人皇甫谧，本是西土隐逸之士，一向沉湎于研究典籍，安贫乐道，以其行为高尚，阅览此赋感慨不已，便给《三都赋》作序。中书著作郎安平人张载，中书郎济南人刘逵，都以经学广博、辞章丰美著称，他们都喜爱欣赏《三都赋》，为赋作注释考证；赋中所述的山川地域、草木鸟兽以及珍稀之物，无不详究其由来，分别表达其意义。我赞美此赋，不甘心缄默，且借张、刘二君遗忘之处，又为赋作《略解》。不过难免烦琐重复，希望读者批评。”从此以后，为世人所重，可惜多未记载。司空张华见此赋感叹地说：“这是班固、张衡一流的作品啊。它可使读者读后留有余思，久读更觉有新意。”于是许多富豪显贵人家纷纷争相传抄，洛陽受此影响纸价也上涨了。原在左思作赋之前，陆机入洛陽，打算作此赋，听人说左思正在拟作，抚掌讥笑，给弟弟陆云写信说：“这里有无知之辈，竟想作《三都赋》，待他把成品拿出来，我可以用它盖酒坛子。”终于左思把赋写出来了，陆机叹服妙绝，自觉无法超过他，于是把笔搁下了。
那时秘书监贾谧曾经邀请左思讲《汉书》，贾谧受诛，他便退居到宜春里，专心致志于研究典章经籍，随后齐王司马礒任命他为记室督，托辞有病，未就职。不久西晋将领张方在洛陽掳掠烧杀，左思全家迁至冀州。又过了几年，他便因病逝世了。