汉章帝时，班固职位很低，先任郎官。建初三年（公元78年）升为玄武司马，是守卫玄武门的郎官中的下级官吏。由于章帝喜好儒术文学，赏识班固的才能，因此多次召他入宫廷侍读。章帝出巡时，班固常随侍左右，奉献所作赋颂。对于朝廷大事，也常奉命发表意见，与公卿大臣讨论，曾参加论议对西域和匈奴的政策。

建初四年，章帝效法西汉宣帝石渠阁故事，在白虎观召集当代名儒讨论五经异同，并亲自裁决。其目的是广泛动员今古文学派的力量，促进儒家思想与谶纬神学紧密结合，加强儒家思想在思想领域的统治地位。在这次会议上，班固以史官兼任记录，奉命把讨论结果整理成《白虎通德论》，又称《白虎通义》。

汉和帝永元元年（公元89年），大将军窦宪奉旨远征匈奴，班固被任为中护军随行，参与谋议。窦宪大败北单于，登上燕然山（今蒙古杭爱山），命班固撰写了著名的燕然山铭文，刻石记功而还。班固与窦宪本有世交之谊，入窦宪幕府后，主持笔墨之事，关系更为亲密。永元四年，窦宪在政治斗争中失败自杀，洛阳令与班固素有积怨，借机罗织罪名，捕班固入狱，同年死于狱中。班固自幼聪慧，所学无长师，不死守章句，只求通晓大义。及长，贯通群书，诸子百家之言无不穷究。在父亲的影响下研究史学。居丧在家时，着手整理父亲的《史记后传》，并开始撰写《汉书》。东汉明帝永平年间，因有人告其私改国史，被捕入狱。赖其弟班超奔走上书，其书稿遂送至京师。明帝阅后，很赏识班固的才学，召为兰台令史。后又迁为郎，典校秘书。至汉章帝建初七年(公元82年）成《汉书》。继司马迁之后，开创了“包举一代”的断代史体例，为后世“正史”之楷模。

班固还擅长作赋，撰有《两都赋》《汉书·苏武转》《幽通赋》等，是东汉前期最著名的辞赋家。东汉建都洛阳，“西土耆老，咸怀怨思”（《两都赋序》），仍希望复都长安，而班固持异议，因此作《两都赋》。赋中以主客问答方式，假托西都宾向东都主人夸说西都长安的关山之险、宫苑之大、物产之盛。东都之人则责备他但知“矜夸馆室，保界河山”，而不知大汉开国奠基的根本，更不知光武迁都洛邑、中兴汉室的功绩，于是宣扬光武帝修文德、来远人的教化之盛，最后归于节俭，“以折西宾淫侈之论”。《两都赋》体制宏大，写法上铺张扬厉，完全模仿司马相如、扬雄之作，是西汉大赋的继续。但在宫室游猎之外，又开拓了写京都的题材，后来张衡写《二京赋》、左思写《三都赋》，都受他的影响。《两都赋》虽未过分堆砌辞藻，但风格比较疏宕。《幽通赋》为述志之作，表示他守身弘道的志向。写法仿《楚辞》，先述自己家世，后写遇神人预卜吉凶，再写他誓从圣贤的决心。所谓幽通，即因卜筮谋鬼神以通古今之幽微的意思。另有《答宾戏》，仿东方朔《答客难》、扬雄《解嘲》，表现自己“笃志于儒学，以著述为业”的志趣。此外，他为窦宪出征匈奴纪功而作的《封燕然山铭》，典重华美，历来传诵，并成为常用的典故。

班固在《汉书》和《两都赋序》中表达了自己对辞赋的看法。他认为汉赋源于古诗，是“雅颂之亚”、“炳焉与三代同风”。他不仅肯定汉赋“抒下情而通讽谕”的一面，而且肯定它“宣上德而尽忠孝”的一面，实际上也肯定了汉赋的歌功颂德的内容。在《离骚序》中，班固对屈原作了不正确的评价，他认为屈原“露才扬己”，虽有“妙才”，“非明智之器”，表现了他囿于儒家正统思想的局限性。班固另有《咏史诗》，记缇萦故事，为完整五言体，虽质木无文，却是最早文人五言诗之一。