早年经历
源乾曜早年考中进士，累迁至殿中侍御史。706年（神龙二年），唐中宗任命十道巡察使，让他们负责考察官吏、安抚百姓等事务。源乾曜出任江南道巡察使，因政绩突出，升任谏议大夫。
累职升迁
711年（景云二年），源乾曜针对朝廷荒废射礼的行为，上奏道：“圣王教化百姓，必制定礼乐以正人情。君子三年不为礼乐，则礼崩乐坏。古代择士，先观射礼，并不是取一时之乐。射可以区别正邪、观察德行，圣王对此无不重视。如今朝廷吝惜费用，而荒废射礼，甚是不妥。臣认为花费的虽是钱财，但保全的却是礼制，请陛下重开射礼。”不久，源乾曜出任梁州都督。
713年（开元元年），邠王府僚属犯法，唐玄宗便要大臣推举王府长史。源乾曜得到太常卿姜皎的举荐，入宫奏对。他神态清明，气质爽朗，回答问题有条不紊。唐玄宗大喜，任命他为少府少监，兼邠王府长史。不久，源乾曜升任户部侍郎、兼御史中丞，又改任尚书左丞。
担任宰相
716年（开元四年），源乾曜被擢升为黄门侍郎、同紫微黄门平章事，但不久便与姚崇一同罢相，出任长安留守、京兆府尹。他任京兆尹三年，治政宽简，政令如一。
720年（开元八年），源乾曜再次拜相，被任命为黄门侍郎、同中书门下三品，不久又升任侍中，加银青光禄大夫。不久，源乾曜进言道：“如今权贵子弟大多任职京师，使得贤才被远放京外。臣有三子，都在朝中为官，请陛下将其中二人外放。”唐玄宗大悦，下诏褒扬源乾曜，并命朝中百官效仿。
722年（开元十年），唐玄宗采纳“国之执政，应加崇宠”的建议，厚赏源乾曜与中书令张嘉贞，让他们食实封三百户，开创唐朝宰相享有封邑的先例。
725年（开元十三年），唐玄宗封禅泰山。源乾曜持反对意见，并因此与中书令张说发生矛盾。封禅结束后，源乾曜升任尚书左丞相，兼任侍中。
晚年生活
源乾曜任相期间，张嘉贞、张说、李元纮、杜暹相继执掌朝政。他为人谨慎，在重大问题上从不发表意见，只是签署公文、表示附和。
729年（开元十七年），源乾曜被罢去侍中，保留左丞相之职。八月，唐玄宗任命源乾曜为太子少师。他因官名有犯祖父名讳，推辞不受，被改任为太子少傅，并封安阳郡公。
731年（开元十九年），唐玄宗巡幸洛阳。源乾曜因年纪老迈，没有随行，留在长安养病。十一月，源乾曜病逝，追赠幽州大都督。唐玄宗废朝二日，并在洛阳南门为他举哀。
挂冠，弃官，偷走下连云栈。湖山佳处屋两间，掩映垂杨岸。满地白云，东风吹散，却遮了一半山。严子陵钓滩，韩元帅将坛，那一个无忧患？柳堤，竹溪，日影筛金翠。杖藜徐步近钓矶，看鸥鹭闲游戏。农父渔翁，贪营活计，不知他在图画里。对着这般景致，坐的，便无酒也令人醉。自劾，退归，用不着风云气。疏狂迂阔拙又痴，今日才回味。玩水游山，身无拘系，这的是三十年落的。翠微，更奇，知道我闲居意。
玉田，翠烟，鸾鹤声相唤。青山摇动水底大，把沙鸟都惊散。物外风光，同谁游玩？有蓬莱海上仙。绰然，四边，滚滚云撩乱。
牧笛，酒旗，社鼓喧天擂。田翁对客喜可知？醉舞头巾坠。老子年来，逢场作戏，趁欢娱饮数杯。醉归，月黑，尽踏得云烟碎。
翠微，四围，无一点尘俗气。水声不解说是非，到处相寻觅。想为吾侬，心灰名利，他也要相陪闲坐的。寝食，不离，倒殢得人先醉。
日居，月诸，断送了人无数。自从开辟君试数，那个不到邙山路？何况吾侬。些儿名誉，向电光中谁做主？据着这老夫，志趣，把乌兔常拴住。恰阴，却晴，来往云无定。湖光山色晦复明，会把人调弄。一段幽奇，将何酬应？吐新诗字字清。锦莺，数声，又唤起游山兴。
锦屏，翠屏，极目山无尽。白云忽向树杪生，似林影波光定。故把清风，遮映摇动，水和山俱有声。兴清，半晴，天意也还相应。
咏四景
春
远村，近村，烟蔼都遮尽。阴阴林树晓未分，时听黄鹂韵。竹杖芒鞋，行穿花径，约渔樵共赏春。日新，又新，是老子山林兴。
夏
自酌，自歌，自把新诗和。人间甲子一任他，壶里乾坤大。流水当门，青山围座，每日家叫三十声闲快活。就着这绿蓑，醉呵，向云锦香中卧。
秋就咏水仙妆白菊花
此花，甚佳，淡秋色东篱下。人间凡卉不似他，倒傲得风霜怕。玉蕊珑葱，琼枝低压，雪香春何足夸。羡煞，爱煞，端的是觑一觑千金价。
冬
此杯，莫推，雪片儿云间坠。火炉头上酒自煨，直吃的醺醺醉。不避风寒，将诗寻觅。笑襄阳老子痴，近着这剡溪，夜黑，险冻的来不得。
昏旦变气候，山水含清晖。
清晖能娱人，游子憺忘归。
出谷日尚早，入舟阳已微。
林壑敛暝色，云霞收夕霏。
芰荷迭映蔚，蒲稗相因依。
披拂趋南径，愉悦偃东扉。
虑澹物自轻，意惬理无违。
寄言摄生客，试用此道推。
