窦家是两汉时期一个大家族。窦固是窦宪祖父的堂兄弟，也就是说，窦固是窦宪的爷爷辈。
窦固字孟孙，和班超是同乡，也是扶风平陵（今陕西咸阳西北）人。窦固的出生年月史书中并没有明确记载，不过按照史事推测，他应该出生于汉光武帝刘秀刚做皇帝这一段时间前后。窦固年轻时候娶了刘秀的女儿涅阳公主为妻，作了黄门侍郎。父亲窦友死后，窦固又于中元元年（公元56年）继承了父亲的显亲侯爵位。
窦固年轻时候不太稳重。当时洛阳有个侠客叫杜季良，窦固和马援的侄子都跟这人过从甚密。马援当时远在交趾（郡治今越南河内），专门写信告诫侄子，说你们不要学这个侠客，画虎不成反类犬，学成了轻薄子就丢人了。这封信不知怎么被刘秀拿到了，恰逢有人向刘秀举报，说这个侠客“为行浮薄”，窦固和他有来往，影响非常不好。刘秀拿着这封书信给窦固看，窦固心惊胆战，赶忙向刘秀认错，“叩头流血”，才得以幸免。窦固后来一直谦虚谨慎，没犯过什么大错误，很可能就是受了这件事情影响。
汉明帝继位后，窦固升任为中郎将，监羽林军，还曾在中元二年（元57年）领兵平定烧当羌叛乱。后来因为堂兄窦穆犯了罪，窦固受到牵连，多年没有受重用。
东汉初期，匈奴分裂为南北两部。南匈奴归附汉朝，北匈奴留在漠北，屡屡南下侵扰边境。汉明帝即位十几年后，基本已无内忧，于是明帝欲“遵武帝故事，击匈奴，通西域”。大将军窦融这时候已经去世，而窦固曾经跟着窦融在河西住过，对边疆防务比较熟悉，加上他本人的竭力争取，所以这个任务就落在了他肩上。永平十五年（公元72年）冬天，汉明帝任命窦固为奉车都尉，和骑都尉耿忠等人驻守在凉州，准备对匈奴实施进攻。
第二年春天，汉军兵分四路开始出击。窦固和耿忠率领酒泉、敦煌、张掖士兵以及卢水的一万两千羌人骑兵从酒泉出塞，行军至天山（今新疆天山），碰见了北匈奴呼衍王。匈奴战马刚过完草料匮乏的冬天，战斗力并不强，汉军抓住这一有利战机，主动出击，一仗下来斩杀匈奴一千多人，又乘胜追击到蒲类海（今新疆巴里坤湖），控制了战略要地伊吾卢（一作“伊吾”，今新疆哈密西），并派人驻扎下来。窦固立了大功，受到了表彰，班超也在这次军事行动中崭露头角，获得了出使西域的机会。而另外三支部队或没找到敌人，或迷路，无战功。
永平十七年（公元74年）夏天，窦固和驸马都尉耿秉、骑都尉刘张率领一万四千骑兵向西域进发去攻打车师（今新疆吐鲁番西北）。车师依附北匈奴，一直和东汉作对。这个国家有前、后两个王，前王是后王的儿子。汉军采取耿秉的策略，先攻击后王，斩杀几千人，获得了十几万头牛马，后王投降。前王自知不是汉军对手，也投降了。车师平定后，东汉政府设置了西域都护对西域进行管理，又设置了戊己校尉开垦荒地屯田，开始逐渐恢复对西域的控制。
窦固在边疆期间，和周边各民族关系融洽，多次军事行动都联合西域各国兵力助其作战。在边疆和这些民族打交道时，窦固很懂得尊重他们的风俗。他曾经去羌人部落联络感情，羌人迎接窦固，以贵客之礼招待，他们准备了半生的烤肉，用刀切开后肉里还往外滴着血水，将切好的半生肉拿给窦固一行人。随从嫌腥膻，面有难色，窦固却不拒绝，拿过来就吃。游牧民族的半生烤肉，以现在的眼光来看，这是一种饮食文化，窦固入乡随俗，尊重了羌人的文化。以尊重换尊重，羌人也很尊敬他。羌人在王莽时期迁入河西走廊，之后和东汉政府屡有冲突，摩擦不断，但在窦固治理边疆时，却对他非常敬服。班超后来治理西域也采取类似的方法，或许就是从窦固这里受到了启发。
汉章帝即位以后，给涅阳公主加号为长公主，让窦固接替魏应做了大鸿胪。这是一个主管周边国家、民族事务的官职，窦固做大鸿胪，也算是人尽其才，适得其所。每次遇到涉及边疆事务的问题，汉章帝都要征求窦固的意见。
建初三年（公元78年），汉章帝追录窦固以前的功劳，又给他增加了食邑一千三百户。
窦固征西域时间虽然不长，但却促进了当地开发。伊吾卢、柳中城（今新疆艾丁湖东北）等地都成为汉军屯田的据点。在伊吾卢地区驻扎期间，窦固积极组织士兵开垦荒地，种粮栽树。据说窦固的妻子涅阳公主从中原地区带去了不少农作物品种，其中就包括红枣。中原的红枣到了西域，长得又大又甜，要比原先的品质好很多，经过大力推广，成为了当地的特色产品。这种大枣到唐朝已被列为贡品，这就是今天的哈密大枣。
窦固位高权重，而且是光武帝的女婿，身份更是不一般，皇帝对他各种赏赐之类加起来数以亿计。不过窦固并没有因此飞扬跋扈，其人性格谦虚谨慎，生活节俭，而且乐善好施，口碑非常好。章和二年（公元88年），窦固去世，谥为“文侯”。
