孝是長洲人，家族世代行醫。至正八年，年僅十四歲的姚廣孝剃度出家，法名道衍。後來，姚廣孝拜道士席應真爲師，學習陰陽術數。姚廣孝早年曾遊覽嵩山寺，相士袁珙對他道：“你是個奇特的僧人！眼眶是三角形，如同病虎一般，天性必然，嗜好殺戮，是劉秉忠一樣的人！”姚廣孝大喜。
洪武八年，明太祖詔令精通儒書的僧人到禮部應試，道衍受賜僧服而歸。途徑丹徒北固山，賦詩緬懷古賢，以抒志向。詩道：“譙櫓年來戰血幹，煙花猶自半凋殘。五州山近朝雲亂，萬歲樓空夜月寒。江水無潮通鐵甕，野田有路到金壇。蕭樑帝業今何在？北固青青客倦看。”同行的僧人宗泐聽後，道：“這豈是佛家弟子說的話！”姚廣孝笑而不語。1380年，經僧錄司右覺義來複、右善世宗泐推薦，入天界寺，謀一僧職。
洪武十五年，馬皇后病逝，明太祖挑選高僧隨侍諸王，誦經祈福。當時，道衍得到僧錄司左善世宗泐的舉薦，並與燕王朱棣相談甚歡，便要求隨朱棣前往北平。姚廣孝到北平後，任慶壽寺住持，時常出入燕王府，與朱棣密談。
洪武三十一年，明太祖駕崩，建文帝繼位，並實行削藩之策。周王朱橚、湘王朱柏、代王朱桂、齊王朱榑、岷王朱楩相繼獲罪，被廢除藩國。姚廣孝密勸朱棣起兵，朱棣道：“百姓都支持朝廷，怎麼辦？”姚廣孝答道：“臣只知道天道，不管民心。” 後來，姚廣孝向朱棣推薦相士袁珙、卜者金忠，使朱棣逐漸下定決心。朱棣暗中拉攏軍官，勾結部隊，並招募勇士。而姚廣孝則在燕王府後苑訓練兵馬，還修建厚牆環繞的地穴，打造軍器，用飼養的鵝鴨來掩蓋聲音。
建文元年六月，燕王府護衛百戶倪諒告發朱棣謀反，朝廷下令逮捕燕王府官屬。都指揮張信暗中向朱棣報信，突有暴風雨來臨，將王府的檐瓦吹落在地。風吹落瓦在當時被視爲不祥之兆，因此成祖不禁變色。姚廣孝道：“這是吉兆啊！自古飛龍在天，必有風雨相從。王府的青瓦墮地，這預示着殿下要用上皇帝的黃瓦了。”朱棣便決定立即起兵，並以誅殺齊泰、黃子澄爲名，號稱奉天靖難。姚廣孝則輔佐世子朱高熾留守北平。 同年十月，朱棣襲取大寧，南軍主帥李景隆趁機圍攻北平。姚廣孝指揮將士守衛城池，擊退南軍的進攻，又在夜間將士兵用繩子吊出城外，與朱棣的援軍內外夾攻，大破南軍。李景隆、平安相繼敗退。
建文二年，朱棣圍困濟南三個月，難以破城。姚廣孝讓人傳信給朱棣，道：“將士已經疲憊了，還是班師吧。”朱棣於是退回北平。後來，燕軍又在東昌戰敗，大將張玉戰死，朱棣再次退軍。 當時，朱棣本打算稍作休整，但在姚廣孝的極力勸諫下，繼續進軍，擊敗盛庸，攻破西水寨。後來，姚廣孝對朱棣道：“不要去攻打城池，應迅速直取京師。京師兵力單薄，一定能攻克。”朱棣採納他的建議，在淝水、靈璧連敗南軍，並渡江進入京師。
建文四年，朱棣稱帝，是爲明成祖。姚廣孝被任命爲僧錄司左善世。成祖即帝位後，授道衍爲僧錄司左善世。 永樂二年，姚廣孝拜資善大夫、太子少師，並複姓爲姚，賜名廣孝。明成祖每次與姚廣孝交談，都稱他爲少師，而不直呼其名。 後來，明成祖命姚廣孝蓄髮還俗，被姚廣孝拒絕。明成祖又賜他府邸、宮女，姚廣孝仍不接受，只是居住在寺廟中，上朝時便穿上朝服，退朝後仍換回僧衣。他到蘇湖賑災時，前往長洲，將獲賜的黃金全部分發給宗族鄉人。 此後，明成祖往來於南京、北京之間，並幾次征伐蒙古，姚廣孝都留在南京，輔佐太子朱高熾監國。永樂五年，姚廣孝又奉命教導皇長孫朱瞻基。姚廣孝晚年著有《道餘錄》，詆譭以往的儒者，知道這本書的人都開始輕視他。姚廣孝到蘇湖賑災時，曾到長洲見姐姐，姐姐卻閉門不見，便又拜訪故友王賓。王賓也不肯相見，只是讓人傳話道：“和尚誤矣，和尚誤矣。”姚廣孝再去見姐姐，卻又遭到責罵，不禁惘然。
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永樂十六年，姚廣孝病重，不能上朝，居住在慶壽寺中。成祖數次前去探視，賜金唾壺，並問他有什麼要求。姚廣孝說道“：僧人溥洽被關在牢裡已經很久了，希望能赦免他。”溥洽是建文帝的主錄僧。當初，成祖進入南京，有人說建文帝裝成僧人逃走了，溥洽知道這件事，有人則說建文帝藏在溥洽家裡。皇上便以他事爲由禁錮溥洽，而命給事中胡濙等到處尋找建文帝的下落，一直都找不到，溥洽被下獄已有十餘年。直到這時，成祖答應了姚廣孝的請求，馬上下令將他放出來。姚廣孝叩首拜謝。 不久，姚廣孝病逝，終年八十四歲。成祖廢朝二日，以僧人的禮制安葬姚廣孝，追贈他爲推誠輔國協謀宣力文臣、特進榮祿大夫、上柱國、榮國公，賜諡恭靖，賜葬於房山縣東北，還親自爲他撰寫神道碑銘，並授給其養子姚繼尚寶少卿的官職。
永樂二十二年，對姚廣孝極爲尊重的朱棣在北征途中死於榆木川，太子朱高熾繼位，是爲仁宗。姚廣孝曾在“靖難之役”中輔佐爲世子的朱高熾堅守北平，後來又實任太子少師之職，輔佐太子朱高熾留守南京監國，朱高熾對姚廣孝也是滿懷崇敬之情的。朱高熾繼位爲帝后，再次對姚廣孝給予表彰。洪熙元年三月二十日爲姚廣孝去世七週年紀念日，朱高熾親自撰寫祭文，遣其嗣子姚繼致祭，盛讚姚廣孝有功於朝，於皇帝朱棣“相與合德協謀，定大難，成大功”，又說“朕皇考太宗文皇帝以大聖之德順天應人，再安社稷，弘靖海宇，茂建太平，亦皆賴卿等同心同力，以輔成大業”，於是援“古今通規”，“生則同其富貴，歿則陪其祀享”，復加贈姚廣孝“少師散官勳爵，諡號悉如舊”，並特命將姚廣孝配享明太宗廟庭。配享廟庭，應是姚廣孝作爲朱棣謀臣的最大榮譽。通觀明太祖，太宗開國兩朝配享太廟名單中，十六位功勳自中山王徐達以下，皆爲出生入死的武臣。以文臣位列功臣配享之次者，僅有姚廣孝一人。由此可見姚廣孝在明初的特殊地位。