桥玄（110年—184年6月6日），字公祖，梁国睢阳（今河南商丘南）人。桥玄的七世祖是人称“桥君学”的桥仁，在汉成帝时任大鸿胪，著有礼记章句四十九篇。祖父桥基曾任广陵太守，父亲桥肃曾任东莱太守。东郡太守桥瑁为其族子。
桥玄年轻曾担任县功曹。《后汉书》记载，当时豫州刺史周景到梁国视察，桥玄跪地向周景陈述当时陈国相（封国首长，位阶相当于郡太守）羊昌罪恶。周景觉得他有壮志，任命他办理此案。桥玄上任立即收押羊昌门客，彻查罪行。受大将军梁冀庇护，梁冀发檄文给周景让他收回任命，桥玄收到檄文直接退回，羊昌押解进京。从此桥玄闻名。
举孝廉，补侍御史，后担任洛阳左尉，因耻为外戚河南尹梁不疑所辱，弃官还乡里。建和二年(148年)二月又以高第补侍御史，然而在职才一个月，由于边疆传来白马羌叛汉攻击广汉县，当时西羌和湟中胡也复畔为寇，震惊陇汉，汉朝除了派益州刺史击败收降羌胡，同时任桥玄为凉州刺史，参与安定羌胡，于是西羌与湟中胡在之后几年都没有再叛变。永兴元年(153年)，西域车师后部王阿罗多与戊部候严皓因为相处不融洽，发怒叛汉，桥玄派从事牛称、何傅二人率轻骑协助戊校尉严详招降阿罗多，因最后不动干戈，挥鞭而定西域之事，人以为美谈。同年七月，全国多个地方爆发蝗虫灾害，凉州诸郡亦陷入饥荒，桥玄下命开仓赈灾，手下认为国法规定边郡仓库的粮食因为军事原因不可以擅自派出，要先上奏朝庭，等朝庭允许才能派，桥玄驳道︰“若先请，民已死。”，于是派粮后才上奏，汉桓帝因为考虑到桥玄像西汉汲黯一样是忧民才擅开，所以下诏书不追究，亦下诏各地赈灾。桥玄就是这样处事果断不疑的人。
后升迁到齐国相，除恶爱民，赏罚分明，因此百姓守法，后来，临淄令贪污，桥玄在审问后就直接将他处死，因为没有上奏朝庭审核批准，被罚徒刑城旦。刑期完后，便被征拜为上谷太守，有一日有一对父子在街道行走，被一名恶霸拦道不让他们走，并出言侮辱他们，他们劝之不理，那个儿子便杀了恶霸，被捕，桥玄在了解事情经过后，认为那儿子是因父子受侮辱后才杀人，于是没有处罚他也没有向朝庭举报此事，令此子可等到之后桓帝大赦天下时免罪。又蕃县户曹史张机犯了罪，后收买帝舜庙祠巫自托，说舜帝显灵命桥玄不能责罚他，但桥玄直接考验他的罪名，当日将之处死，迁汉阳太守。
在职汉阳太守期间，当时上邽令皇甫祯有臧罪，桥玄捉拿审理后判以髡笞之刑，皇甫祯死于冀县市集，汉阳郡境内皆震惊。另外，上邽郡人姜岐，守道隐居，名闻西州，桥玄召他为吏，但他称疾不来就职。桥玄大怒，命督邮尹益去逼他出任，说“姜岐若不来当官吏，便逼他的母亲出嫁。”尹益见劝阻桥玄几次都不听，便去劝姜岐来当官吏，姜岐也不听劝，郡内士大夫知道此事便争先去劝谏桥玄，桥玄因此才停止逼姜岐出仕，当时的人以此事批评桥玄处事不当，后来桥玄以病请求免官。后又被汉桓帝以公车征为司徒长史。
延熹八年(165年)正月，汉桓帝的同父同母弟弟刘悝因为谋逆失败被擒，有官员上奏汉桓帝要求将刘悝废为庶民，但汉桓帝不忍心，只是将他贬为瘿陶王，瘿陶属钜鹿郡一小县，刘悝的食邑大减。汉桓帝又以桥玄善长监察，拜桥玄为钜鹿太守，刘悝因畏惧桥玄之严明执法，于是约束自己，静息不法行为。后桥玄征为将作大匠，然未到京城就有人上奏毁谤他，因此转拜议郎，遂用免官。
延熹九年(166年)，因为名将度辽将军张奂征任大司农，以另一名将皇甫规接任度辽将军。六月，鲜卑见张奂已离开边境，于是入侵北方，并招引南匈奴、乌桓、高句丽一起叛汉攻击北方、东北九郡，虽外族联军在攻辽东郡时被名将辽东太守度尚击败，但到七月鲜卑再次入侵，并诱引东汉西北方羌人联盟以分散汉军，于是上郡沈氐羌、安定先零诸种共寇武威、张掖，鲜卑等攻东北。汉桓帝于是下召公乡举荐出征人选，最后以张奂为使匈奴中郎将为主帅，以九卿秩督幽、并、凉三州及度辽、乌桓二营，兼察刺史、二千石能否，而桥玄则为度辽将军，假黄钺。在大军出发前，桥玄向汉桓帝进言“吏士频年在外，勤于奔命，人马疲羸挠钝。请且息州营横发之役，以补困惫。”，汉桓帝答应了他的请求，停止州营吏士不必要的徭役，节省人力、马力、粮食。到十二月，鲜卑听到张奂、桥玄等率大军杀到于是退兵，南匈奴、乌桓等外族归降，永康元年(167年)正月，张奂转攻东羌、护羌校尉段颎击西羌，而桥玄则在东北经营，后汉灵帝建宁元年(168年)十二月，鲜卑、高句丽来犯都被他击退。
灵帝又召回他先后任河南尹、少府、大鸿胪等职。建宁三年（170年）八月升为司空，四年(171年)三月改任司徒，同年因天灾自请辞官。翌年(172年)被征任尚书令，后而升迁为侍中，称病请辞，徙拜为光禄大夫。光和元年（178年）十二月，升为太尉，数月后托病辞官。复拜少府，因病不就职。后来，拜为太中大夫，光和七年(184年)五月甲寅(6月6日)病逝，时年七十五。
曹操初出曾拜会桥玄，当时曹操尚未出名，桥玄对他评价颇高，称“天下将乱”，而曹操是能够安定天下的“命世之才”。将他引荐给许劭。后来曹操途经桥玄墓时亲自为他撰文缅怀。
