卢植身长八尺二寸，声如洪钟。性格刚毅，有高尚品德，常有匡扶社稷，救济世人的志向，不喜欢做辞赋，能饮酒一石。他年少时，拜大儒马融为师，并引荐郑玄为同门。卢植博古通今，喜欢钻研儒学经典而不局限于前人界定的章句。马融是外戚豪族，家中常有歌女表演歌舞，而卢植在马融家中学习多年，从未为此瞟过一眼，马融由此对卢植非常敬佩。

卢植学成之后，返回家乡涿县教学，门下弟子有刘备、刘德然及公孙瓒。

公元168年（建宁元年），窦皇后之父窦武因为援立汉灵帝刘宏即位有功，被拜为大将军，开始掌控朝政，当时窦武想要为其族人封爵，卢植以布衣身份上书给窦武，劝阻窦武封爵，而窦武不听。后来窦武在当年九月辛亥发生的政变时被杀。

此后，州郡屡次征辟卢植，他都不应。直到建宁（168年—172年）年间，被征为博士，才开始步入仕途。

公元175年（熹平四年），扬州九江郡蛮族叛乱，朝廷认为卢植文武兼备，于是拜他为九江郡太守。卢植到任后，很快便平定叛乱。之后，卢植因身体健康原因而辞职。

同年，由蔡邕、李巡等人发起的校勘儒学经典书籍的建议得到朝廷批准，并将以刻成石碑的形式立在太学门口，史称“熹平石经”或“太学石经”。卢植主动上书，毛遂自荐。

后来，庐江郡再次发生蛮族叛乱，朝廷因为卢植在九江郡担任太守时，对当地人有恩威信义，于是再次拜其为庐江郡太守。

一年多后，卢植又被召回朝廷担任议郎，与马日磾、蔡邕、杨彪、韩说等人一起在东观校勘儒学经典书籍，并参与续写《汉记》（史称《东观汉记》）的工作。但刘宏认为写书不是紧要的工作，便又拜他为侍中、尚书。

公元178年（光和元年）二月一日，天空发生日食。卢植就此上书，陈说政要，批评刘宏之前的过失，但刘宏并不采纳。