衛子夫的生年不詳，母親衛媼是平陽侯府中婢女，而她則是平陽侯曹時和平陽公主府中的歌伎。漢武帝到訪平陽公主家時發現她姿色美艷，當夜臨幸，並把她和衛青壹同帶入宮中。此時為建元二年春（公元前139年）。
根據《漢書》記載，衛子夫入宮壹年多，漢武帝沒有再寵幸她。後武帝安排宮人出宮。衛子夫得以再次見到武帝，涕泣請出。武帝對她十分憐愛，再次寵幸。衛子夫便懷孕了，生下三個女兒，受到寵愛。陳皇後的母親館陶公主劉嫖聽聞她受到寵幸，便派人抓住衛青。衛青幸有公孫敖與壯士解救，才得以不死。武帝聽聞後，召衛青為建章監、侍中，得到的賞賜數日間累積至千金。公孫敖也由此益貴，而衛子夫被封為夫人，後宮地位僅次於皇後。
元光五年（前130年）秋，陳皇後因巫蠱被廢，後位空懸。元朔元年（前128年），衛子夫生下壹個兒子劉據，遂被立為皇後。元狩元年（前122年）劉據被立為太子。
衛子夫逐漸年長色衰，失去漢武帝歡心，相繼有王夫人、李夫人、尹婕妤、趙婕妤受寵，加以衛青、霍去病先後去世，衛氏地位日益可危。征和三年（前90年），衛子夫因其在巫蠱事變中支持太子，被漢武帝下令收繳了皇後印璽，滅衛氏家族，衛子夫絕望自縊而死。葬於長安城外的桐柏。
她唯壹生還的曾孫宣帝劉詢即位後，追謚衛子夫為思皇後，重新以皇後禮儀安葬她，置園建周衛奉守，在宣帝勢力威固之後又升了陵園規格，守墓人由原來的三百擴充為千人。桐柏即長安城覆盎門外南北大道之東，漢書所寫的改葬只是指重新以後禮安葬，並沒有改變安葬地點。
衛子夫為武帝皇後38年，是中國歷史上在位第二長的皇後（第壹位是明神宗王皇後）。衛子夫也是中國歷史上第壹個有獨謚號的皇後——思後（謚法曰：道德純壹曰思），自她之後，歷代皇後在丈夫的謚號之後也開始有了形容自己的獨立的謚號。
衛子夫與武帝生下三個女兒壹個兒子。除劉據之外，三女不詳。根據唐代司馬貞所著《史記索隱》三女為有衛長公主、石邑公主、諸邑公主。而唐初顏師古在《漢書》註釋中則稱陽石公主和諸邑公主皆是衛子夫的女兒。陽石公主又名德邑公主，目前沒有證據證明她與石邑公主為同壹人。兩種說法必有壹種是錯誤的，或兩種皆錯。
諸邑、陽石公主及劉據皆在巫蠱事變中死亡，衛長和石邑公主未有記載死於巫蠱。因公主的出生時間不詳，無法知道四人的排行。
衛長公主丈夫曹襄的曾孫在漢哀帝時復為平陽侯，這個爵位壹直延續到東漢，漢光武帝時再授平陽曹氏為平陽侯。
劉據孫子劉病已在巫蠱中幸免（當時未滿周歲），在牢獄中度過數年後流落民間，18歲時由霍光輔助登基為帝，即漢宣帝。
衛子夫的母親衛媼，先生有壹子三女。長子衛長君，長女衛孺（《漢書》記為衛君孺，公孫賀妻），次女衛少兒（霍去病母），三女衛子夫。後與鄭季生壹子衛青，其後又與他人生衛步、衛廣二子（或為衛步廣壹人）。
衛媼的身份，《史記》記為平陽侯“妾”，《漢書》則記為平陽侯“家僮”。妾在先秦和秦漢時可指女奴，並不等於現代漢語中的妾。其弟衛青對自己的身份的描述，則是“人奴之生”。據《史記》記敘，衛子夫“其家號曰衛氏”，可見衛媼姓氏由衛子夫生父而來，而媼則是用於婦人的稱謂。衛媼的身份應是平陽侯家的奴仆。
另“平陽侯妾”中，平陽侯可能指曹時。漢太祖時曹參封平陽侯，為第壹代平陽侯。漢惠帝六年十月，曹窋為第二代平陽侯。漢文帝二十年（公元前160年），曹奇為第三代平陽侯。漢景帝四年（公元前154年），曹時為第四代平陽侯。其姐衛少兒身份明確，她為平陽侯曹時家中的侍者。
《史記·外戚世家》：衛皇後字子夫。
《漢書·外戚傳》：孝武衛皇後字子夫。
《史記·卷111·衛將軍驃騎列傳》建元二年春，青姊子夫得入宮幸上。
《漢書 卷五十五 衛青霍去病傳第二十五》衛媼長女君孺，次女少貌，次女則子夫。子夫男弟步廣，皆冒衛氏。
《史記·卷111·衛將軍驃騎列傳》其父鄭季，為吏，給事平陽侯家，與侯妾衛媼通，生青。
《漢書 卷五十五 衛青霍去病傳第二十五》季與主家僮衛媼通，生青。
《史記·卷111·衛將軍驃騎列傳》《史記·卷049·外戚世家》青笑曰：“人奴之生，得毋笞罵即足矣，安得封侯事乎！”
《史記·卷049·外戚世家》衛皇後字子夫，生微矣。蓋其家號曰衛氏，出平陽侯邑。
《漢書 卷六十八 霍光金日磾傳第三十八》父中孺，河東平陽人也，以縣吏給事平陽侯家，與侍者衛少兒私通而生去病。
建元二年（公元前139年）上巳節，漢武帝劉徹到平陽公主家，飲宴時，獨悅平陽侯府謳者衛子夫，臨幸了她，並把她帶入宮中。
建元三年（公元前138年），衛子夫懷孕，大幸，後引起陳皇後嫉妒，館陶公主欲殺衛青給女兒出氣，敗露後武帝大怒，衛子夫被封為夫人（夫人是僅次於皇後的嬪妃，當時竇太後尚在世），衛家也因此顯貴。
元朔元年（公元前128年），已生育三女的衛子夫，生下了皇長子劉據，春三月甲子日，衛子夫被立為皇後，大赦天下。如今我們依然可以通過《漢書》等史料看到封後詔書。
元狩元年（公元前122年）皇長子劉據被立為太子，大赦天下。
征和二年（公元前91年），奸人江充、宦官蘇文等刻意制造巫蠱案陷害太子劉據等人，太子被迫起兵反抗，兵敗自殺。衛子夫由於支持太子，被漢武帝遷怒，不能自明而自殺。葬於桐柏。
昭帝元平元年（前74年），衛子夫去世十七年後，她的曾孫劉詢登基為漢宣帝。後來劉詢以皇後應有的禮儀重新厚葬衛子夫，追謚號曰 “思”，建園置周衛。史稱孝武衛思後。
思者，《謚法》曰：道德純壹曰思。道大而德壹。大省兆民曰思。大親民而不殺。 外內思索曰思。言求善。追悔前過曰思。思而能改。
桐柏正對長樂未央宮，即是後來宣帝登基之後重新厚葬的長安城覆盎門外南北大道之東。宣帝後來的“改葬”只是以皇後禮儀重新安葬，並起高大的墓冢置陵園，設置周衛，並沒有遷葬。
衛子夫為武帝皇後38年，是中國歷史上在位第二長的皇後，第壹位是明神宗王皇後。?