桓阶字伯绪，长沙临湘人也。魏书曰：阶祖父超，父胜，皆历典州郡。胜为尚书，著名南方。仕郡功曹。太守孙坚举阶孝廉，除尚书郎。父丧还乡里。会坚击刘表战死，阶冒难诣表乞坚丧，表义而与之。后太祖与袁绍相拒於官渡，表举州以应绍。阶说其太守张羡曰：「夫举事而不本於义，未有不败者也。故齐桓率诸候以尊周，晋文逐叔带以纳王。今袁氏反此，而刘牧应之，取祸之道也。明府必欲立功明义，全福远祸，不宜与之同也。」羡曰：「然则何向而可？」阶曰：「曹公虽弱，仗义而起，救朝廷之危，奉王命而讨有罪，孰敢不服？今若举四郡保三江以待其来，而为之内应，不亦可乎！」羡曰：「善。」乃举长沙及旁三郡以拒表，遣使诣太祖。太祖大悦。会绍与太祖连战，军未得南。而表急攻羡，羡病死。城陷，阶遂自匿。久之，刘表辟为从事祭酒，欲妻以妻妹蔡氏。阶自陈已结，拒而不受，因辞疾告退。
太祖定荆州，闻其为张羡谋也，异之，辟为丞相掾主簿，迁赵郡太守。魏国初建，为虎贲中郎将侍中。时太子未定，而临菑侯植有宠。阶数陈文帝德优齿长，宜为储副，公规密谏，前后恳至。魏书称阶谏曰：「今太子仁冠群子，名昭海内，仁圣达节，天下莫不闻；而大王甫以植而问臣，臣诚惑之。」於是太祖知阶笃於守正，深益重焉。又毛玠、徐奕以刚蹇少党，而为西曹掾丁仪所不善，仪屡言其短，赖阶左右以自全保。其将顺匡救，多此类也。迁尚书，典选举。曹仁为关羽所围，太祖遣徐晃救之，不解。太祖欲自南征，以问群下。群下皆谓：「王不亟行，今败矣。」阶独曰：「大王以仁等为足以料事势不也？」曰：「能。」「大王恐二人遗力邪？」曰：「不。」「然则何为自往？」曰：「吾恐虏众多，而晃等势不便耳。」阶曰：「今仁等处重围之中而守死无贰者，诚以大王远为之势也。夫居万死之地，必有死争之心；内怀死争，外有强救，大王案六军以示馀力，何忧於败而欲自往？」太祖善其言，驻军於摩陂。贼遂退。
文帝践阼，迁尚书令，封高乡亭侯，加侍中。阶疾病，帝自临省，谓曰：「吾方讬六尺之孤，寄天下之命於卿。勉之！」徙封安乐乡侯，邑六百户，又赐阶三子爵关内侯，祐以嗣子不封，病卒，又追赠关内侯。后阶疾笃，遣使者即拜太常，薨，帝为之流涕，谥曰贞侯。子嘉嗣。以阶弟纂为散骑侍郎，赐爵关内侯。嘉尚升迁亭公主，会嘉平中，以乐安太守与吴战於东关，军败，没，谥曰壮侯。子翊嗣。世说曰：阶孙陵，字元徽，有名於晋武帝世，至荥阳太守，卒。