公孫瓚字伯珪，遼西郡令支縣人。
他曾在郡裡做書佐，他姿貌俊美聲音洪亮，侯太守很器重他，把女兒嫁給了他，還派他到涿郡名士盧植那裡學習經典在那裡也和劉備結識。
後來他又在郡裡擔任小吏，劉太守犯罪被朝廷送交廷尉，公孫瓚為他駕車，親自為僕役照顧他，等到劉太守被判流放日南郡時，公孫瓚準備了米和肉，在北芒山祭祀祖先，舉杯祈禱說：“以前我是父母的兒子，現在我是朝廷的臣子，我要去日南了，日南有瘴病之氣，也許恐怕我不能生還了，與祖先在這裡道別。”拜了又拜之後慷慨激昂地站了起來，當時看見的人沒有不嘆息的。劉太守行至半路得以赦免回鄉。
公孫瓚以孝廉身份被舉薦為郎官，出任遼東屬國長史。
他曾經帶領幾十名騎兵出行到邊塞，看見幾百名鮮卑騎兵，他就退到空亭裡，與隨行的騎兵約定說：“現在不衝擊他們，我們就要死光了。”公孫瓚於是親自手持長矛，兩端裝有利刃，馳馬出擊刺殺胡人，殺傷幾十人，隨行騎兵也死了一半，最終脫離險境，鮮卑人這次怕了，後來不敢再入塞內，公孫瓚後來升任涿縣令。
光和年間，涼州盜賊蜂起，朝廷徵發幽州精銳突擊騎兵三千人，授予公孫瓚都督總管軍事的印璽，讓他領兵。
軍隊行進至薊中，漁陽人張純誘使遼西烏丸丘力居等人反叛，劫掠薊中，自稱將軍，劫掠官民攻打右北平、遼西兩郡眾多屬國的城池，所到之處無不殘破。
公孫瓚率領軍隊，追擊討伐張純等人有功，升任騎都尉，屬國烏丸貪至王率領族人到公孫瓚營中投降，公孫瓚又升任中郎將，封都亭侯，進駐屬國，與胡人交戰五六年，丘力居等人劫掠青州、徐州、幽州、冀州，四州深受其害，公孫瓚不能抵擋。
朝廷商議認為宗正東海人劉虞有德有義，曾為幽州刺史，廣施恩德信義，很多戎狄部族都歸附他，如果派他鎮守邊疆，不勞師動眾就能平定禍亂，於是任命劉虞為幽州牧。
劉虞到任，派使者到胡人地區，陳述利害關係，責令他們送來張純的首級，丘力居等人聽說劉虞來了，很高興，各自派翻譯跟隨使者一同回來。
公孫瓚嫉妒劉虞有功勞，就暗中派人截殺胡人的使者，胡人知道實情，抄小路去見劉虞，劉虞上書裁撤了各地駐紮的軍隊，只留下公孫瓚率領步兵騎兵共一萬人駐紮在右北平郡。
張純於是拋妻棄子，逃入鮮卑地區，被他的門客王政殺死，送首級到劉虞那裡，朝廷封王政為列侯，劉虞因功被任命為太尉，封襄賁侯。
當董卓到洛陽後，劉虞升任大司馬，公孫瓚為奮武將軍，封薊侯。
關東地區興起義軍，董卓就挾持皇帝向西遷都長安，徵召劉虞為太傅，當時道路阻塞，任命沒有到達。
袁紹、韓馥商議，認為年少的皇帝受制於奸臣，天下人心沒有歸屬，劉虞是宗室名臣，民心所向，於是推舉劉虞為皇帝。
他們派使者到劉虞那裡，劉虞始終不肯接受，袁紹等人又勸劉虞總領尚書事，秉承皇帝旨意掌管封爵任官的大權，劉虞還是不聽，然而仍與袁紹等人聯合。
劉虞的兒子劉和擔任侍中，身在長安。皇帝想回到東都洛陽，派劉和偽裝之後逃離了董卓的控制，悄悄出武關去見劉虞，命令他率兵前來迎接。
劉和途經袁術駐地，向他陳述皇帝的意思，袁術想得到劉虞援兵的利益，扣留劉和不放他走，許諾派兵共同西進，讓劉和劉虞寫了一封信，劉虞得到劉和的書信，就打算派幾千騎兵到劉和那裡。
公孫瓚知道袁術有野心，不想派兵，阻止劉虞，劉虞不答應，公孫瓚害怕袁術知道自已勸阻後後會怨恨自已，也派他的族弟公孫越率領一千騎兵去袁術那裡，以示願意與他結交，並且暗中教唆袁術逮捕劉和，吞併他的軍隊。
因為此事劉虞、公孫瓚的矛盾更深了，劉和逃離袁術來到北方，又倒黴的被袁紹扣留。
這個時候，袁術派孫堅駐紮陽城抵禦董卓，袁紹派周昂奪取陽城，袁術派公孫越與孫堅進攻周昂，沒有獲勝，公孫越中流箭死去。
公孫瓚知道後憤怒地說：“我弟弟死了，禍端起於袁紹。”於是他出兵駐紮在磐河，將要報復袁紹。
袁紹聽聞很害怕，把自已佩戴的渤海太守印綬送給公孫瓚的族弟公孫範，派他去郡裡，想結交他為外援。
公孫範就用渤海的軍隊幫助公孫瓚，打敗了青州、徐州的黃巾軍，兵力越來越強大，進軍界橋。
公孫瓚任命嚴綱為冀州刺史，田楷為青州刺史，單經為兗州刺史，設定了各郡縣，雖然只是自封沒有實權的官位，但是足以看出對袁紹的挑釁。
袁紹駐軍廣川，命令部將麴義率先與公孫瓚交戰，活捉了嚴綱，公孫瓚的軍隊敗退至渤海郡，與公孫範一同回到薊，在大城東南修築小城，與劉虞相近，雙方逐漸相互怨恨。
劉虞害怕公孫瓚作亂，就發兵襲擊公孫瓚，劉虞被公孫瓚打敗，出逃居庸關，公孫瓚攻克居庸關，活捉劉虞，把他押解回薊。
正趕上董卓被殺，皇帝派使者段訓加封劉虞采邑，讓他都督六個州，公孫瓚則升任前將軍，封易侯。
公孫瓚誣陷劉虞想要稱帝，脅迫段訓將劉虞斬首，公孫瓚上表舉薦段訓為幽州刺史，公孫瓚從此驕傲起來，只記著別人的過失，卻忘記了別人的好處，有很多人被他殘害。
