公孙衍出生日期不详，是魏国阴晋人，生活在战国时期。他是一位著名的政治家、外交家和军事家，与张仪是对手关系。公孙衍曾在秦国、魏国和韩国任职。作为战国时期纵横学派的代表人物之一，他主张各国联合起来抵抗秦国，但最终都以失败告终。
公孙衍于秦惠文王五年(公元前333年)在秦，为大良造，积极谋划，向魏国发起攻击，秦惠王继位后虽然杀了商鞅，重用公孙衍，但商鞅制订法令仍在继续施行。
公元前333年，公孙衍任大良造后，积极谋划，很快率领秦军就向魏国发起了进攻。此时的魏国既缺精兵，又缺悍将，根本就抵挡不住秦国的强大攻势，在竭尽全力抵御秦军的攻势后，魏国只好向秦国割地求饶，秦国东进中原的一颗钉子被拔除了。此后，秦国占据了河西之地，夺取了走向中原的极其重要的战略地位。
魏惠王在失去河西这条重要通道之后，悄悄派人贿赂公孙衍，公孙衍因此向秦王提议暂缓攻打魏国，先夺取他国，恰好这时张仪来到秦国，听闻此事后建议秦惠王即刻伐魏，张仪分析魏国此时正是四面受敌的时候，应趁机拿下，否则魏国卷土重来后果不可估量，秦惠王被说得如梦初醒，立即起用张仪为客卿。公孙衍顾私利而忘公义，让秦国进攻西面的游牧民族，实属误国之举。此后，秦惠王启用张仪为相，公孙衍便遭到排斥，不得不离开秦国，又重新回到到魏国做了将军。
公孙衍发动五国合纵攻秦失败后，魏国大臣田需乘机指责、中伤公孙衍，公孙衍被排挤出了魏国，打算到韩国去。即使到了韩国，公孙衍也在积极策划新一轮的合纵运动，秦王深感不安便，决定攻打韩国，谁知战斗中，韩国明显不占优势，竟无一个盟国发兵相救。秦韩两军相持一年多，韩军大败。公孙衍无力回天，只得逃走。
从史籍记载来看，公孙衍在韩国担任宰相，率军与秦国作战失败后，再次回到了魏国。据《韩非子》记载，他与大臣张寿有积怨，田需对他也怀恨在心，于是田需派人杀掉张寿进而嫁祸于公孙衍。魏王误以为是他杀的，就把他杀掉了。至此，公孙衍退出了历史舞台。