慕容垂13岁即随父征战,才兼文武,勇猛多谋。前燕慕容皝十一年(344),慕容垂任前锋都督,建锋将军。次年,率兵2万自东道出徒河(今锦州)南下,与燕王慕容儁等会师,攻取后赵幽州(治今北京城西南)等地,并劝燕王勿杀降卒,以服人心。元玺三年(354),受封为吴王。光寿元年(357),参与攻讨敕勒,俘斩十余万人。建熙六年(365),与太宰慕容恪合力攻占东晋洛阳(今河南洛阳东北)后,任征南大将军、荆州牧等职,领兵万人,镇鲁阳。十年,在桓温攻前燕之战中,大败晋军,威名大振。
是年十一月,因前燕内讧,西投前秦,为秦主苻坚所赏识,任冠军将军。十一年,前秦灭前燕,慕容垂至邺,密图兴复。后转京兆尹,参加征伐,皆有大功。前秦建元十八年(382),不顾多数朝臣的反对,力劝苻坚进攻东晋。十九年七月,东晋车骑将军桓冲攻襄阳,征南将军苻叡率步骑5万援救,慕容垂为前锋。垂命士卒多燃火炬,光照数十里,吓退晋军。是年,淝水之战,秦兵惨败,唯慕容垂军3万屯据郧城(今安陆)无损。苻坚率所剩千余骑往赴,慕容垂悉以兵归坚。旋丁零族翟斌起兵反秦,谋攻洛阳,慕容垂受命进讨。二十年,至荥阳,起兵反秦,称燕王,率众攻邺,拔外城。苻丕求援于东晋。后燕燕元二年(385)四月,兵败后伺机反击,大破援邺的东晋刘牢之。十二月,定都中山。
建兴二年(387),发兵讨温详等叛军,迫叛众3万余户归后燕。又遣兵南下,进占历城,迫使青、兖、徐三州郡县多数壁垒出降。七年六月,攻讨丁零族翟钊于黎阳,以牛皮船百余艘,伪列兵仗,溯流西上,而潜军于东夜渡,营于河南,坚壁不战,使翟钊兵往来疲惫,再行夹击,尽获其众。九年,攻西燕主慕容永,先分处置疑兵以诱敌,自率大军屯邺城西南,月余不进;待慕容永发兵分道拒守,即乘虚直入,连破西燕军,进围台壁。继又佯退,诱其追入设伏地带,实行围击,大破慕容永,灭亡西燕。十年,遣子慕容宝率军9.8万攻北魏,在参合陂之战遭惨败。次年三月,亲自率军攻北魏。闰三月,袭取平城,大败魏军,收其部落3万余家。