憲宗元和初(806)進士擢第，三年(808)，應賢良方正，以優異成績登才識兼茂科，授祕書省校書郎。宰相裴拍監修國史，奏處厚以本官直史館，遷右拾遺。後在任左補闕時，曾數次上疏進諫，憲宗稱他人忠言切，元和中後期，歷任考功員外郎、開州刺史、戶部郎中，知制誥。

　　元和十五年(820)正月，憲宗卒，穆宗立。穆宗看中處厚的學問，召入翰林，充侍講學士，改任中書舍人。三月，他和路隨【注：《新唐書》爲「隋」】在「太液亭」向穆宗講授《毛詩·關睢》、《尚書·洪範》等篇，受賜緋魚袋。穆宗皇帝年輕荒唐，不理朝政，貪圖遊獵和酒色。韋處厚忠於皇家，見此心中頗憂。長慶二年四月(822)，他與路隨合作，將《易》、《書》、《詩》、《禮》、《春秋》、《孝經》中的精粹部分擇編爲《六經法言)20篇，送給穆宗閱讀，期望皇帝能自珍自勉。穆宗賜其金紫。當年閏十月，加權知兵部侍郎。當時正在修撰的《憲宗實錄》未完成，穆宗詔命處厚和路隨兼充史館修撰，撰寫《憲宗實錄》。

　　長慶四年(824)元月，穆宗因病而卒，長子李諶繼位，是爲敬宗。宰相李逢吉專斷朝政，乘機誣陷政敵戶部侍郎李紳曾反對擁立敬宗。年僅16歲的李諶不明真相，李紳面臨死罪，滿朝文武官員無人敢言。韋處厚與李紳爲同年進士，上疏爲李紳辯冤。他說，李紳是前朝重臣，即使有過失，也應讓他有改過的機會。況且無過無罪，是受李逢吉朋黨的誣陷。他又說：「《詩》雲：『讒言罔極，交亂四國。』自古帝王，未有遠君子、近小人而致太平者。」他又舉德宗建中年間的舊事說，楊炎爲替元載報仇而陷害劉晏，盧□（□=木+巳）上臺又誣陷楊炎，使朝政大亂，皇帝應引以爲戒。敬宗聽了，有所省悟，將李紳免死，貶爲端州司馬。擢韋處厚爲兵部侍郎。

　　敬宗皇帝年輕貪玩，一月之中僅上朝三四次。韋處厚憂慮國事，因進諫說：「臣在前朝身爲諫官，沒有冒死勸諫先帝(指穆宗)，致使先帝好畋及色早亡，臣當死罪。然所以不死，是因爲陛下你時在春宮，年已15歲。今皇太子僅一歲，我不能不冒死進諫。」敬宗明白處厚的苦心好意，賜其錦、銀器等，以示納諫。又以處厚爲翰林承旨。

　　寶曆二年十二月(827)，敬宗被神策軍官佐劉克明等人殺害。劉克明等擁立憲宗之子、絳王李悟掌國事。內樞密使王守澄、禁軍中尉梁守謙等又殺絳王，擁立穆宗子、江王李昂繼位。李昂當時猶豫，韋處厚進諫說：「《春秋》之法，大義滅親，內惡必書，以明逆順；正名討罪，於義何嫌?安可依違，有所避諱!」【注：《舊唐書·韋處厚傳》】李昂採納處厚之言。立即下詔即位，是爲文宗，命韋處厚主持登基禮儀，發佈詔令，處厚以佐命之功，拜爲中書侍郎、同中書門下平章事，監修國史，加銀青光祿大夫，晉爵靈昌郡公。史書稱「處厚在相位，務在濟時，不爲身計。中外補授，鹹得其宜」。【注：《舊唐書·韋處厚傳》】

　　文宗皇帝雖然親理朝政，但容易輕信，朝令夕改。韋處厚進諫，勸文宗慎重行事，勿輕信輒改，並推薦裴度、竇易直等大臣。他在朝立身正直，官員不敢私謁。他急於用才，往往棄瑕錄用。大和二年(828)十二月，因急病而卒，時年56歲，贈司空。生前撰就《德宗實錄》，又撰關於理財治國著作《大和國計》20卷。所撰之《憲宗實錄》未及成書而卒。