宋仁宗明道元年（1032年），程颢出生，其祖先历代仕宦，世代居住在中山府，曾祖父程希振任尚书虞部员外郎迁居开封府，祖父程遹（《宋史》作程羽）迁居河南府（今洛阳），赠开府仪同三司吏部尚书。宋仁宗录旧臣后代，程颢的父亲程珦因此被授为黄陂县尉，历知龚、凤、磁、汉诸州，后官至太中大夫。二程自幼深受家学熏陶，在政治思想上尤受其父程珦影响，以反对王安石新法著称。
程颢资性过人，修养有道，和粹之气，盎然于面，门人、友人与之相交数十年都未尝看见他有急厉之色。
嘉祐二年（1057年），程颢举进士后，历任官鄠县主簿、上元县主簿、泽州晋城令、太子中允、监察御史、监汝州酒税、镇宁军节度判官、宗宁寺丞等职。神宗在位期间（1068年~1085年），程颢任御史。因与王安石政见不合，不受重用，遂潜心于学术。《宋史》本传称：“慨然有求道之志。泛滥于诸家，出入于老、释者几十年，返求诸‘六经’而后得之”。与弟程颐开创“洛学”，奠定了理学基础。他先后在嵩阳、扶沟等地设学庠，并潜心教育研究，论著颇巨，形成了一套教育思想体系。程颢提出，教育之目的乃在于培养圣人，“君子之学，必至圣人而后已。不至圣人而自已者，皆弃也”。认为教育最高目的要使受教育者循天理，仁民而爱物，谨守封建伦常。且强调教育必须以儒家经典为教材，以儒家伦理为教育的基本内容。程颢还提出，读书以期“讲明义理”，注重读书方法，“读书将以穷理，将以致用也”，不可“滞心于章句之末”，为此者乃“学者之大患”。同其理学思想一样，程颢的教育思想对后世也影响深远。后人为求学统渊源，于他讲学之处立祠或书院以为纪念。
宋仁宗嘉祐元年（1056年），程颢于京师讲《易》处（今河南开封繁塔之左）立二程祠。
宋神宗元丰八年（1085年），宋哲宗即位，召其为宗正丞，未行而卒，享年54岁。
宋宁宗嘉定十三年（1220年），赐谥程颢为“纯公”，程颐为“正公”。
宋理宗淳祐元年（1241年），又追封程颢为“河南伯”，程颐为“伊川伯”，并“从祀孔子庙庭”。
元明宗至顺元年（1330年），诏加封程颢为“豫国公”，程颐为“洛国公”。
明代宗景泰六年（1455年），诏令两程祠以颜子（即颜渊）例修建，规制比于阙里，前后殿庑斋室等房共六十余间，祭文称颂两程“阐明正学，兴起斯文，本诸先哲，淑我后人”。
明宪宗成化二十年（1489年），河南巡抚李衍就二程祠建大梁书院，祀二程于讲堂。另嵩阳书院亦为纪念二程所立。《嵩阳书院志·序》称：“嵩阳书院，宋藏经处，两程夫子置散投闲与群弟子讲学地也”。
清圣祖康熙二十五年（1686年），二程进儒为贤，位列孔子及门下、汉唐诸儒之上，次年康熙皇帝又赐给二程祠“学达性天”匾额。
1068—1078（宋神宗熙宁）年间，担任监察御史的洛阳人程颢，在当山西晋城县令时，曾以寥寥数语破了一件讹诈案。
当时，有一个姓张的财主得急病死了，棺木埋葬后的第二天一早，有个老头来到他家门口，对着财主唯一的儿子说：“我是你父亲，现在我年纪大了，无依无靠，来和你一起生活。”接着，老头一五一十向财主的儿子说明了来由。财主的儿子非常惊讶，于是拉着老头一起到了县府，请求县令判断。
老头先说，“我是个郎中，因家中贫困，四处流浪，为人治病，一年中很少回家。妻子生下儿子，无力抚养只得狠狠心肠把儿子送给张财主。某年某月某日，由村上的李某抱去，邻居阿毛亲眼看见。”“事隔那么多年，你怎能把事情说得这么详细呢？”老头说：“我是从远地方行医回村后才听说的，当时记在处方册的背后。”说着从怀里掏出处方册递给程颢，上面用毛笔写道：某年某月某日，某人把小儿抱走，给了张三翁。程颢问财主的儿子：“你今年多大岁数？”财主的儿子答道：“36岁。”程颢又问：“你父亲今年多大年纪？”“76岁！”
程颢对老头说：“听见了吧，这人出生的时候，他父亲才40岁，这样的年纪，别人怎么会称作张三翁呢？”
老头听罢，惊恐异常，承认了自己妄想讹诈财主家的钱物，夺人田地，才来冒认儿子。
程颢、程颐一定程度上继承张载的思想学说，后者对他们思想体系的构造和发展影响很大。但二程的思想更多的是自己的新创见，但及其洛学学派程颢、程颐兄弟（一般简称二程）开创的洛学学派，是北宋时期影响最大，也是最为典型的理学学派。二程的理学思想体系，是北宋时期理学初创阶段比较典型的形态，它勾勒出了程朱理学的基本轮廓，为朱熹思想的产生提供了理论基础。
在后人学术承接上，由于二程各人思想尽管在本质上是一致的，但在某些学术倾向上是存在一定差异的。因此，他们的学说也形成不同的接班者、学派。程颢认为万物本属一体，人生的最高境界就是发明本心，自觉达到与万物一体，因此较多地强调内心静养的修养方法，不大重视外知。后来的陆王，大致沿着程颢的理路，发展为心学。而程颐则主张探求事物所以然之理，人生的根本在于居敬穷理，格物致知，较多地强调由外知以体验内知。
后来的朱熹，大致沿着程颐的理路，发展为纯粹的理学。所谓的“程朱理学”，实际上主要指的是程颐和朱熹的理学。当时有许多人追随二程学习，尤其是程颐弟子很多，主要有谢良佐、游酢、吕大忠、吕大临、吕大均、侯仲良、刘立之、朱光庭、邵伯温、苏昺等（其中三吕与苏昺原为关学学者），形成了著名的洛学学派，为南宋理学的集大成者朱熹建立其庞大的思想体系奠定了基础。
此外，二程将易学的发展提高到一个新的水平，《伊川易传》为义理易学诠释体系奠定了坚实的基础，《程氏易传》是伊川易学的精华，它继承了王弼义理派易学传统，将儒家解《易》推阐发挥到极致，可以说是集义理派著作之大成，并对朱熹易学产生了重要的影响。如果说王弼易学是魏晋玄学、易学兴起的重要标志，那么，程氏易学则实现了由王弼易学道家化、玄学化的义理向儒家义理的转变。
程颢、程颐所创建的“天理”学说在中国古代思想史上具有重要地位，对中国古代政治思想和哲学思想都产生了重要而深远的影响，并受到了后世历代封建王朝的尊崇，以致逐步演变成为中国古代封建社会后期近千年的占有统治地位的思想。
