清湖南湘阴人，字伯琛，号筠仙，晚号玉池老人。学者称为养知先生。道光进士。咸丰二年底(1853年初)随曾国藩办团练，从江忠源赴江西与太平军作战，曾建议编练水师。七年授编修，次年入直上书房。九年英法联军犯大沽，奉命赴津协助僧格林沁布防。同治元年(1862)授苏松粮储道，迁两淮盐运使。次年署广东巡抚。后与两广总督瑞麟不合，被黜。光绪元年(1875)命在总理衙门上行走。旋被派赴英国对马嘉理案表示“惋惜”，并首任驻英公使，主张“承认”侵入新疆的阿古柏政权。四年兼驻法公使。次年以病辞归，主讲长沙城南书院。在洋务派中，独树一帜。主张学习西方科学技术，兴办路、矿，整顿内务，“以立富强之基”。遭到顽固派猛烈攻击，但对后来西学派代表人物薛福成、谭嗣同、严复影响甚大。对外交涉多采取协和态度。著有《礼记质疑》、《大学中庸质疑》、《订正家礼》、《周易释例》、《毛诗约义》、《绥边征实》、《使西纪程》、《养知书屋遗集》、《郭嵩焘日记》等，另编纂有《湘阴县图志》。