左思字太沖，齊國臨淄人。他的先世是齊國的公族，那時有所謂左右公子，便以左為姓氏。家庭世傳儒家學說。父親左雍，起初作小吏，因才能出眾被提升為殿中侍御史。左思自幼學習鍾繇、胡毋敬書法及彈琴，皆未學成。左雍對友人說：「左思理解的事物，不如我自幼所知。」因而感憤勤於學習，並喜好陰陽之術。他的面貌醜陋，說話遲鈍，但書面表達文辭壯美。生性不愛交往，只求安居從事其所好。
他撰寫《齊都賦》，一年便完成。繼之又計劃以賦讚頌三都，恰值妹左芬被選入宮，舉家遷居京都，遂趁機拜見著作郎張載，採訪有關岷州和邛州的事物。從此構思歷時十年，室內外甚至籬笆廁所都置筆紙，每思得一句，就隨手記錄。因認為自己所見不廣，懇求作管理圖書的秘書郎。後完成了賦作，但一時未引起世人重視。左思自信所撰的賦不比班固、張衡之作遜色，只恐因個人微賤而辭被鄙棄。那時安定皇甫謐聲望很高，他便往拜見出示其賦，謐閱後稱為佳作，給他的賦寫了序文。接著張載為《魏都》作注，劉逵為《吳都》、《蜀都》作注及序。劉逵序文中說：「察自中古以來作賦的人很多，司馬相如的《子虛賦》獨揚名於前，班固的《兩都賦》理勝其辭，張衡的《二京賦》文過旨意，至於像左思寫的《三都賦》，議論取鎊家之長，辭意表達極明，且有精緻獨到之處，如果沒有反覆深究的功夫，便不能熟練表達其旨意，如果沒有博覽實物的積累，便不能全部析明實物之類別。世俗只以遠者為貴近者為賤，不肯用心明察事物鑒別其優劣。此賦我有不同的看法，特趁讀後感懷，姑且為它作注，也像胡廣對《官箴》的增補、蔡邕對《典引》的正定那樣。」陳留衛權又給左思賦作《略解》，他在序中說：「我看《三都》賦文，言不矯揉造作，必合經典要籍，對各類不同產物的陳述都有圖書或典籍的依據，辭義奇偉，的確很可貴。晉征士故太子中庶子安定人皇甫謐，本是西土隱逸之士，一向沉湎於研究典籍，安貧樂道，以其行為高尚，閱覽此賦感慨不已，便給《三都賦》作序。中書著作郎安平人張載，中書郎濟南人劉逵，都以經學廣博、辭章豐美著稱，他們都喜愛欣賞《三都賦》，為賦作註釋考證；賦中所述的山川地域、草木鳥獸以及珍稀之物，無不詳究其由來，分別表達其意義。我讚美此賦，不甘心緘默，且借張、劉二君遺忘之處，又為賦作《略解》。不過難免煩瑣重複，希望讀者批評。」從此以後，為世人所重，可惜多未記載。司空張華見此賦感歎地說：「這是班固、張衡一流的作品啊。它可使讀者讀後留有餘思，久讀更覺有新意。」於是許多富豪顯貴人家紛紛爭相傳抄，洛陽受此影響紙價也上漲了。原在左思作賦之前，陸機入洛陽，打算作此賦，聽人說左思正在擬作，撫掌譏笑，給弟弟陸雲寫信說：「這裡有無知之輩，竟想作《三都賦》，待他把成品拿出來，我可以用它蓋酒罈子。」終於左思把賦寫出來了，陸機歎服妙絕，自覺無法超過他，於是把筆擱下了。
那時秘書監賈謐曾經邀請左思講《漢書》，賈謐受誅，他便退居到宜春裡，專心致志於研究典章經籍，隨後齊王司馬礒任命他為記室督，托辭有病，未就職。不久西晉將領張方在洛陽擄掠燒殺，左思全家遷至冀州。又過了幾年，他便因病逝世了。