邹元标自幼聪慧好学，有神通之名，九岁的时候开始学习儒家经书，通《五经》。二十岁左右，跟随胡直出游，边访名山大川、各地书院，吸收各家学说，成就自己的学问。
万历五年，邹元标高中进士，入刑部观察政务。虽然刚刚入仕，但是却正直刚强，不畏权贵，勇于批评时弊。当时内阁首辅张居正父亲病死，张居正却夺情不丁忧，继续在朝为官。邹元标立即上书反对，认为张居正不回家服丧是不孝之举。同时还指出了张居正政策的某些失误，劝说皇帝没必要夺情张居正。
当时反对夺情的吴中行等人正在接受杖邢。邹元标丝毫不惧，等人打完了，将奏疏交给中官，谎称是请假的奏疏。这封奏疏后来被张居正看到，十分生气，下令对邹元标杖责八十，贬职流放都匀卫。
虽然遭到贬责，但是邹元标却丝毫不后悔。到了贬谪任所之后，专心学问，使得他的学问在这段时间得到迅速的增长。
万历十一年，张居正去世，邹元标这才被召回，为吏科给事中。在职期间，弹劾违法官员，上疏陈述有关时事政治六件事。在这封奏疏中，因为有提到让皇帝节制自己的欲望的语句，被明神宗认为是讽刺自己，于是将邹元标贬职为南京刑部照磨。调任兵部主事。征召改任吏部，提升员外郎，因病免职。
此后朝廷曾经多次准备起复邹元标，邹元标都委婉拒绝，专心在家读书学习，还有为别人讲学。在万历十八年到万历四十八年，这整整三十年的时间里，邹元标都居家讲学。正是在这么长一段时间的讲学之中，发展壮大了东林党人的势力，成为东林党三君之一。
天启元年，在家闲置了三十年的邹元标，重新回到朝廷。这个时候朝廷内部党派纷争已经十分严重，邹元标看到这种情形之后，多次向皇帝上书，请求处理朝堂内部不和睦的现象。与此同时，向皇帝举荐了涂宗浚、李邦华等十八贤才，为治理国家出力。这些意见，皇帝大部分都赞同采纳。
天启二年，针对丁巳考核的不公平现象，邹元标上书说明。他说这一年的考核，因为党派斗争的关系，实际上对京官的考核是不公平的。
考核官专门打压与自己意见不相同的人，而对于同属一党派的人则大力提拔，并没有站在才能的角度，公正公平的评断。并且明确提出，请求明熹宗收留录用章家祯、丁元荐、史记事、沈正宗等二十二人。在邹元标的运作之下，许多被冤枉的朝臣得到平反。
邹元标自身也带有东林党人的标签，所以当时与东林党人相对的党派官员，害怕邹元标在京考中对自己不利，于是想尽办法的想赶邹元标走。正好当时邹元标与冯从吾创建首善书院，自己也想更加专注于讲学，于是便上书请辞。虽然皇帝多次挽留，但是最终还是离开了朝廷。
邹元标离职之后，皇帝下诏加赠太子太保，乘驿车回家。回家之后，邹元标专心讲学，不曾多问世事。
天启四年，七十四岁的邹元标在家中去世。天启五年，被大奸宦魏忠贤剥夺官籍。崇祯初年，追赠为太子太保、吏部尚书，谥号忠介。
