武元衡生于唐肃宗乾元元年，他有着高贵的血统，是武则天的曾侄孙，被称为唐朝第一美男子，才华横溢、风度翩翩，诗文写得非常好。他的曾祖父武载德是武则天的堂兄，官至湖州刺史，他的祖父武平一是文人学士，曾任考功员外郎，他的父亲武就曾任殿中侍御史。武元衡出身于名门望族，自幼博览群书，长大后进士及第，担任监察御史，接任华原县令，从此走上了仕途。

当时，驻华原的镇军督将们蛮横无理，百姓对他们又惊又恐。身为华原县令，武元衡却无法制止督将们的横行霸道，所以内心十分郁闷。于是他说自己身患重病，请求辞职，回家闲居休养。唐德宗李适听说武元衡很有才能，就召他回京，给他连升三级，官至右侍郎中，时常召见他询问治国良策，武元衡总是侃侃而谈、对答如流。

等到唐顺宗李诵即位，翰林学士王叔文联合柳宗元和刘禹锡等人进行了永贞革新。王叔文发现武元衡才华出众，就让他加入了自己的集团，一起进行革新。当时的革新派炙手可热，而且有皇帝的支持，是出人头地的好机会，但武元衡觉得王叔文等人的集团有朋党之嫌，拒绝了王叔文的邀请，王叔文很生气，觉得武元衡不识抬举，就给他降了职。刘禹锡为武元衡鸣不平，想让他担任其他职务，也被武元衡婉拒了，刘禹锡看自己的好心没有得到回应，心中也很不痛快，所以武元衡又一次被降职。

其实当时的武元衡就已经看出永贞革新的不切实际，所以宁愿一再被降职，也不去趟那浑水。果然，永贞革新很快就失败了。

唐宪宗李纯即位后，十分赏识武元衡，提拔他当了宰相。这一年，武元衡刚刚四十九岁，年富力强，正是施展才华的年龄。当时的西川节度使高崇文是一介武夫，根本不会管理地方政务，李纯知道武元衡能够担此重任，但是又不舍得让他离开京城，就任命他为剑南西川节度使，兼任宰相。李纯对武元衡寄予厚望，武元衡也壮志在心，怀着一腔热血来到西川之后，他却发现高崇文离开后，把所有的财物都带走了，这里成了一座空城。

面对一无所有的西川，武元衡颁布了很多优惠措施，让百姓们休养生息，大力发展农业，使西川的经济在一年之后就得到了恢复，府库重新变得充实。武元衡在西川任职的七年中，受到了百姓和朝廷的一致称赞。李纯将武元衡召回朝廷，继续担任宰相。

武元衡回朝之后，面对的最大问题还是藩镇割据。由于藩镇的节度使是地方的最高行政长官，掌握诸多权力，导致朝廷政权的弱化。藩镇制度最早设置是为了抵御外敌。到了后来，藩镇的势力逐渐增强，开始不服朝廷的管理，唐德宗李适曾经试图削藩，反而引起了节度使起兵叛乱，虽然后来勉强平定了叛乱，却再也无力抗击藩镇势力，只能无奈地发布罪己诏，不再约束藩镇。

但是唐宪宗李纯的态度却十分强硬，直接对藩镇以武力讨伐。李纯在连续除掉了几个割据势力后，宰相武元衡审时度势，指出应该进一步削藩，继续攻打淮西，不能有丝毫犹豫，李纯深表赞同，派李师道和王承宗出兵。这两个人表面上虽然支持朝廷，但是暗地里却支持淮西节度使吴元济。他们偷偷招募了数百名地痞无赖，攻入朝廷的转运院，烧毁了大量的钱财、布帛、谷物，摧毁了唐军的后勤补给地。不仅如此，他们还派人潜入京城，准备刺杀宰相武元衡和御史中丞裴度。因为如果这两个人死了，其他朝臣就不会再提用兵镇压藩镇的事情了。

一天早上，天还没亮，长安城里静悄悄的。一队侍卫提着灯笼，簇拥着宰相武元衡出了府邸，刚走出没多远，武元衡突然听到黑暗中有人高喊了一声：“熄灭灯笼！”侍卫手中的灯笼全被熄灭了，周围变得一片漆黑，白刃闪闪、暗箭乱飞，侍卫们抵挡不住，四下逃跑。武元衡骑在马上，被重物击中左腿，钻心的疼痛让他摔下马来，胸口挨了一刀，当场就死了。刺客砍下他的头回去报功。天亮之后，巡逻兵士发现有人被杀，调查之后发现竟然是当朝宰相遇害了。与此同时，御史中丞裴度也遭到了袭击，他跟武元衡一样在上朝的路上遭遇刺客。他被连刺了三刀，却没被击中要害，裴度跌进沟中，刺客以为他已经死了，停止了追杀，裴度幸运地躲过了一劫。

朝中的两位重臣一死一伤，京城一片哗然。李纯立刻下诏，让骑兵护送大臣上下朝，宰相所过之处，路人必须回避，但是大臣们仍然十分恐慌，去上朝的时候都是战战兢兢的。可气的是，刺客行凶后竟然留下字条，威胁破案的官员如果捉拿他们，就杀死他们，办案的官员吓住了，不敢再去搜寻线索。眼看着案子一再被拖延，当时任左赞善大夫的白居易，上疏请求加快抓捕凶犯，朝中权臣们觉得他多管闲事，将其贬为江州司马。

兵部侍郎许孟容去觐见李纯，哭着说：“陛下，这可是惊天大案啊，之前从没发生过宰相去上朝却被刺客在路上杀害，如果不能抓捕他们，这可是朝廷的奇耻大辱啊！请您下令尽快破案，以告慰宰相的亡魂。”李纯被这番话感动了，立即下诏擒拿刺客，抓获刺客的人有重赏，授五品官，隐匿刺客的人灭族，还派兵在京城长安和东都洛阳展开大搜捕。李师道手下的一名士兵悄悄去告密，说刺客是李师道派去的，而且他已经秘密带兵潜入了洛阳，预谋叛乱。李纯听说后立刻派兵围剿，捉拿了李师道及其党羽数千人，刺客也全部落网，斩首示众。