慕容垂，字道明，慕容元真的第五子。小時候很受寵愛，元真經常看著他對諸弟說：「這孩子豁達好奇，終久既能破人家，也能成人家。」所以取名為霸，字道業，得到父親的恩遇超過其兄慕容俊，所以慕容俊不能與他平起平坐。慕容俊即王位後，因為慕容垂從馬上摔下來傷了牙齒，就將他改名為..，表面上說是因仰慕谷..而為之取名，骨子裡卻是因為厭惡他，不久又憑讖記上的文字，就去掉..旁，用「垂」為名。
慕容垂十三歲時做偏將，每次征伐，勇冠三軍。慕容雋平定中原時，慕容垂當前鋒，累戰有大功。慕容雋稱帝之後，授給慕容垂黃門郎之職，出任安東、冀州牧，封為吳王。慕容垂又以侍中、右禁將軍之職，總領留台事，鎮守龍城，使東北一帶得以和平。歷任鎮東、平州牧、征南大將軍、荊兗二州牧、司隸校尉等職。他因為任車騎大將軍時在枋頭打敗桓溫，威名大震。後因受到慕容日韋的忌惡，投奔苻堅。苻堅十分器重他，授以冠軍將軍，封賓都侯。
苻堅大敗於淮南，投奔慕容垂軍。其子慕容寶勸他殺掉苻堅，他因苻堅曾對他厚遇，不從。行軍至洛陽，慕容寶請求拜墓，慕容垂答應了他，於是起兵。在鄴進攻苻丕，引漳水來灌城，城池被淹沒只剩尺餘。丁零人翟斌怨恨慕容垂，派人乘黑夜掘開堤壩，河水潰退，因此鄴城未能攻破。於是慕容垂自稱燕王，設置百官，定年號為燕元。又率人馬攻鄴，放開一條路讓苻丕棄城西歸。但苻丕固守鄴城，派人向司馬昌明求援。慕容垂大怒說：「苻丕，我放開一條路你不走，你還要引來南賊想固守鄴都，真是罪不容赦。」於是又進軍攻城。苻丕只得拋棄鄴城逃往并州。慕容垂任命其兄之子魯陽王慕容和為南中郎將，鎮守鄴。慕容垂定都中山。登國元年(386)，慕容垂稱帝，定年號為建興。在中山修建宗廟社稷，佔有幽州、冀州、平州的全部地區。
慕容垂派使者前來朝貢。登國三年(387)，太祖派九原公拓跋儀出使慕容垂，慕容垂又派遣使者來朝貢。登國四年(388)，太祖派陳留公虔出使慕容垂，垂又遣使朝貢。登國五年(389)，又派秦王觚出使慕容垂，慕容垂將觚留下不遣還，於是兩下就斷絕了往來。
慕容垂計議討伐慕容永，太史令靳安向慕容垂進言說：「彗星經尾箕之分，燕國當有野死之王，不出五年，國家必定滅亡，歲在鶉火，必克長子。」慕容垂聽了才停止計議。靳安出來後對人說：「這些情況既然並行，燕國終究不能長久。」靳安的本意是知道太祖的興盛，而不敢說出來。
起初，丁零人翟遼背叛慕容垂，後又派使者請罪，慕容垂不答應。翟遼大怒，於是自號大魏天王，擁有數萬之眾，屯紮在滑台，同慕容垂相抗擊。翟遼死後，其子翟釗取代他，及至慕容垂出兵攻克滑台，翟釗就投奔長子。慕容垂打算征討長子，諸將都來諫勸，認為永國並沒有什麼罪過，卻連年征役，士卒疲怠，請留待他年再作計議。慕容垂打算聽從諸將的意見，但他任司徒的弟弟、范陽王慕容德堅持勸他出征。慕容垂說：「司徒的意見和我完全相同，二人同心，其利斷金。我的主意已經定了。況且我已到老了，憑自己的智慧足以戰勝他，不必再留下逆賊而給子孫帶來禍害。」慕容垂率步騎七萬征討永國，終於克敵制勝。
登國十年(394)，慕容垂派太子慕容寶來犯，當時太祖駕幸河南宮，於是進軍到黃河邊，在渡口築台禱告，振奮軍威，軍隊旌旗相連，沿黃河東西一千多里。當時，陳留公虔率五萬騎兵在黃河東，在六百餘里的山谷地帶攔截，以絕其左路；太原公儀率十萬騎兵在黃河北，以斷其後路；略陽公遵率七萬騎塞其南路。太祖派兵捕捉慕容寶部下將士，全部擒獲，馬步兵無一漏網，於是慕容寶引船列兵，想要南渡。船到中流，大風驟起，將其數十艘戰船漂到南岸，太祖軍擒獲其將士三百餘人。太祖賜給他們衣服，全部遣送回去。慕容寶開始來犯之時，慕容垂已經有病，親自去到五原，太祖斷其去路，使他們父子間音訊斷絕。太祖又讓部下散佈謠言，令他們到黃河邊告訴慕容寶說：「你父親已死，為何還不快回！」他們兄弟聽說，十分憂懼，信以為真。於是士卒驚駭騷動，四處暗中傳言，都想嘩變。當初，慕容寶行至幽州，他所乘坐的車，車軸無緣無故自己斷裂，掌占卜的靳安認為這是大凶之兆，堅決勸說他下令歸還，慕容寶怒而不從。這時他便問靳安，靳安回答說：「如今天數的變化預兆人事，災禍的徵兆已經聚集，速速回去可以免去災禍。」慕容寶越發感到恐懼。靳安退出來對他人說：「我們現在全都將死於他鄉，屍骸將拋棄於草野，被烏鳥螻蟻吃掉，不能再見到家鄉了。」
這年冬天十月，慕容寶燒掉戰船連夜逃遁。當時，黃河還未結冰，慕容寶認為太祖不能渡河，所以沒有派人放哨。十一月，突然大風降溫，黃河冰凍。太祖進軍渡河，選精銳二萬餘騎輕裝急追，晨夜兼行，傍晚到達參合陂以西。幕容寶在參合陂東，紮營在蟠羊山南水上。靳安對慕容寶說：「今天西北風很大，這是追兵將至的預兆，應立即設警備，派人兼行速去，不然必定十分危險。」慕容寶就派人防後。由於事先沒有對將士進行安撫，軍隊失去控制，將士們沒有誰願意替他盡心打仗，行走十餘里，就都解鞍寢臥，沒有發覺對方大軍就在附近。太祖軍的前哨發現慕容寶的軍營，立即回報。當天深夜，太祖佈署眾軍相援，諸將排列埋伏於東西兩側，成犄角之勢。太祖約束士卒，縛住馬口，銜枚無聲。拂曉，眾軍齊進，日出時登上山，從上監視著慕容寶的軍營。慕容寶軍打算一早就向東退卻，看見太祖軍至，紛紛驚擾奔逃。太祖縱馬騰躍，大破慕容軍。慕容寶軍中有馬的都仆倒在冰上，自相踏壓，死傷者數以萬計。慕容寶及諸父兄弟，都單人匹馬各自奔散，僅免於死。於是，慕容寶軍四五萬人，一時間都放下兵器，束手就擒。其餘奔逃的不過千餘人。這一仗，生擒慕容氏王公文武將吏數千人，俘獲慕容寶的寵妻及宮人、器甲、輜重、軍資雜財十餘萬計。
慕容垂又一次想來犯，太史對他說：「太白星晚上沒於西方，數日後才現於東方，這是浮躁之兵，先發者必定滅亡。」慕容垂不從，鑿山開道以進軍。到先前慕容寶兵敗之處，看見骨骸堆積如丘，便設祭悼念。死者的父兄子弟都痛哭呼號，聲震山川。慕容垂慚憤交加，嘔血發病而還，死於上谷。慕容寶僭位。