牛僧孺，字思黯，隋仆射奇章公弘之后。祖绍。父幼简，官卑。僧孺进士擢第，登贤良方正制科，释褐伊阙尉，迁监察御史，转殿中，历礼部员外郎。元和中，改都官，知台杂，寻换考功员外郎，充集贤直学士。
穆宗即位，以库部郎中知制诰。其年十一月，改御史中丞。以州府刑狱淹滞，人多冤抑，僧孺条疏奏请，按劾相继，中外肃然。
长庆元年，宿州刺史李直臣坐赃当死，直臣赂中贵人为之申理，僧孺坚执不回。穆宗面喻之曰："直臣事虽僣失，然此人有经度才，可委之边任，朕欲贷其法。"僧孺对曰："凡人不才，止于持禄取容耳。帝王立法，束缚奸雄，正为才多者。禄山、朱泚以才过人，浊乱天下，况直臣小才，又何屈法哉？"上嘉其守法，面赐金紫。二年正月，拜户部侍郎。三年三月，以本官同平章事。
初，韩弘入朝，以宣武旧事，人多流言，其子公武以家财厚赂权幸及多言者，班列之中，悉受其遗。俄而父子俱卒，孤孙幼小，穆宗恐为厮养窃盗，乃命中使至其家，阅其宅簿，以付家老。而簿上具有纳赂之所，唯于僧孺官侧朱书曰："某月日，送牛侍郎物若干，不受，却付讫。"穆宗按簿甚悦。居无何，议命相，帝首可僧孺之名。
敬宗即位，加中书侍郎、银青光禄大夫，封奇章子，邑五百户。十二月，加金紫阶，进封郡公、集贤殿大学士、监修国史。
宝历中，朝廷政事出于邪幸，大臣朋比。僧孺不奈群小，拜章求罢者数四。帝曰："俟予郊礼毕放卿。"及穆宗祔庙郊报后，又拜章陈退，乃于鄂州置武昌军额，以僧孺检校礼部尚书、同中书门下平章事、鄂州刺史、武昌军节度、鄂岳蕲黄观察等使。江夏城风土散恶，难立垣墉，每年加板筑，赋青茆以覆之。吏缘为奸，蠹弊绵岁。僧孺至，计茆苫板筑之费，岁十余万，即赋之以塼，以当苫筑之价。凡五年，墉皆甃葺，蠹弊永除。属郡沔州与鄂隔江相对，虚张吏员，乃奏废之，以其所管汉阳、汶川两县隶鄂州。文宗即位，就加检校吏部尚书，凡镇江夏五年。
太和三年，李宗闵辅政，屡荐僧孺有才，不宜居外。四年正月，召还，守兵部尚书、同平章事。
五年正月，幽州军乱，逐其帅李载义。文宗以载义输忠于国，遽闻失帅，骇然，急召宰臣谓之曰："范阳之变奈何？"僧孺对曰："此不足烦圣虑。且范阳得失，不系国家休戚，自安、史已来，翻覆如此。前时刘总以土地归国，朝廷耗费百万，终不得范阳尺帛斗粟入于天府，寻复为梗。至今志诚，亦由前载义也，但因而抚之，俾扞奚、契丹不令入寇，朝廷所赖也。假以节旄，必自陈力，不足以逆顺治之。"帝曰："吾初不祥，思卿言是也。"即日命中使宣慰。寻加门下侍郎、弘文馆大学士。
六年，吐蕃遣使论董勃义入朝修好。俄而西川节度李德裕奏，吐蕃维州守将悉怛谋以城降。德裕又上利害云："若以生羌三千，出戎不意，烧十三桥，捣戎之腹心，可以得志矣。"上惑其事，下尚书省议，众状请如德裕之策。僧孺奏曰："此议非也。吐蕃疆土，四面万里，失一维州，无损其势。况论董勃义才还，刘元鼎未到，比来修好，约罢戍兵。中国御戎，守信为上，应敌次之，今一朝失信，戎丑得以为词。闻赞普牧马茹川，俯于秦、陇。若东袭陇坂，径走回中，不三日抵咸阳桥，而发兵枝梧，骇动京国。事或及此，虽得百维州，亦何补也。"上曰："然。"遂诏西川不内维州降将。僧孺素与德裕仇怨，虽议边公体，而怙德裕者以僧孺害其功，谤论沸然，帝亦以为不直。其年十二月，检校左仆射、兼平章事、扬州大都督府长史、淮南节度副大使、知节度事。
时中尉王守澄用事，多纳纤人，窃议时政，禁中事密，莫知其说。一日，延英对宰相，文宗曰："天下何由太平，卿等有意于此乎？"僧孺奏曰："臣等待罪辅弼，无能康济，然臣思太平亦无象。今四夷不至交侵，百姓不至流散；上无淫虐，下无怨讟；私室无强家，公议无壅滞。虽未及至理，亦谓小康。陛下若别求太平，非臣等所及。"既退至中书，谓同列曰："吾辈为宰相，天子责成如是，安可久处兹地耶？"旬日间，三上章请退，不许。
会德裕党盛，垂将入朝，僧孺故得请。上既受左右邪说，急于太平，奸人伺其锐意，故训、注见用。数年之间，几危宗社，而僧孺进退以道，议者称之。