左光斗，出生的时候，月当大斗，因命名曰光斗，字共之。中进士后，与杨涟同科，任中书舍人，左光斗曾选任御史，巡视京城，逮治吏部作恶多端的官吏，当时奸党恶人冒充官吏，横行京师，缴获假印七十余枚，查出假官一百余人，京师的人为之震惊。

光宗驾崩，李选侍仍然居住在乾清宫，还强迫皇长子封她为皇太后，左光斗上疏说：“内廷的乾清宫，好比是外廷的皇极殿，只有天子控制上天才能够居住，只有皇后作为天子的配偶才能一起居住在那里。其余的嫔妃虽然先后与皇帝同居过但不能长期居住，不仅是为了避嫌，而且是为了区别尊卑的秩序。李选侍既不是皇帝原配，又不是皇太子的亲生母亲，却堂而皇之地居住在正宫里面，而让殿下退出来居住慈庆宫，不能够举行国宴，实行国家大礼，在名份上怎么说得过去？李选侍服侍先皇帝没有脱去发簪请罪告诫皇上的美德，对于殿下没有照看养育的恩情，这样一个人，难道可以把皇帝托付给她吗？况且皇帝已经有十六岁了，内有忠诚正直、老成持重的大臣辅佐，外有公卿大臣的辅助，何必担心没有人，还要人喝奶，像个婴孩背在身上吗？况且皇帝新登基，正应该不被人牵制，何必一定要交给一个妇人之手呢？到现在还不早做决断，将来会被她借抚养的名义，实行专制统治，武则天的祸害今天再现，将来的人又怎么说。”

李选侍见到左光斗的奏疏后，大为恼怒，数次宣召他，左光斗说：“我是天子的命官，不是天子宣召我就不去。你们是为谁宣召我呢？”明熹宗派人取左光斗的奏疏来看，觉得很对，左光斗这才免被治罪。当时，魏忠贤想把持朝政大权，便坚持让李选侍居住在乾清宫内，左光斗等人为防其干预朝事，逼迫李选侍移宫。在这时，宫廷多事，人人自危，左光斗和杨涟齐心协力，排除宦官干扰，扶持幼主，端正皇位，因此，朝野并称二人为“杨左”。

左光斗再次晋升为左佥都御史。这时，韩戈广、赵南星、高攀龙、杨涟、郑三俊、李邦华、魏大中诸人都身居要职，左光斗与他们志同道合，遇事大胆直言，严厉考核人物，区别流品，正直的人都依靠他们，而忌恨他的人都不能相容。

左光斗领直隶屯田事，他亲自考察全境，目睹荒原横亘数十里，地势高的地方长满荒草，洼地成为泥沼的荒凉景象，忧心如焚，便任卢象观为通判，主持水利。左光斗出京掌管屯田事宜后说过：“北方人不知道兴修水利，一年地就荒了，二年老百姓就往外地迁徙，三年就土地全荒，老百姓也走光了。现在要想旱不成灾，涝不成害，只有兴修水利一个途径。”于是，他奏上三因十四议：一因天时，二因地利，三因人情。一议浚通河流，二议挖渠，三议引水，四议修坝，五议建闸，六议设坡，七议地势，八议筑塘，九议招徕百姓，十议选人，十一议选将，十二议兵屯，十三议种田赋额，十四议富民可以拜爵。他还写了《足饷无过屯田，屯田无过水利疏》，提出北方应效仿南方，兴修水利，开荒屯田，引进种植水稻等措施。由于左光斗的极力倡导和躬亲力行，法度井井有条，诏令全部实行，当时京城所辖地区水利得到大规模兴修，北方人也才开始种稻。邹元标曾说：“三十年前，京师人不知道稻草为何物，现在到处都种稻，农民感受到了种水田的收获。”

由于宦官魏忠贤专权，杨涟上了一份奏章，揭发魏忠贤二十四条罪状，左光斗等七十余人大力支持，弹劾忠贤等三十二斩罪，但熹宗皆不信。因为移宫案，宦官与东林党势力之间的关系愈加紧张，杨涟弹劾魏忠贤，左光斗和他一起谋划，又和高攀龙一起揭发崔呈秀贪赃，魏忠贤和他的党羽都对他非常怨恨。

等魏忠贤驱逐了赵南星、高攀龙、魏大中以后，接着将驱逐杨涟、左光斗。左光斗很气愤，草拟奏疏，弹劾魏忠贤和魏广微有三十二条当斩罪，准备奏上，预先将妻子遣还原籍。魏忠贤侦知，提前两天将他和杨涟二人一起免职，阉党还不解恨，又制造汪文言案，将左光斗的名字挂上，派差役前往逮治。父老乡亲抱着马头号哭，声震原野，差役也为之流泪，到京后，左光斗被关入诏狱，严刑拷问。

魏忠贤矫旨提问，派许显纯诬陷六君子接受杨镐和熊廷弼的贿赂，判定杨涟、左光斗各坐赃二万，魏大中三千。后左光斗等人被捕下狱，受酷刑折磨，每五天就要受一次审，并受多种刑罚，直至不能跪起，只得卧倒在堂下受讯。魏忠贤诬左光斗等贪污数万两白银，要追出赃款，左光斗的旧友孙奇逢与鹿正、张果中四处募款，诸生热烈响应，募得数千两白银上缴未及，魏忠贤见左光斗有人营救，矫旨仍命许显纯每过五天就追赃拷打一次，不交给法司。

左光斗在牢中遇害，享年五十一岁，被诬陷应交的白银尚未交清，魏忠贤命抚按严加追赃，逮其亲属十四人。长兄左光霁被株连致死，左母因二子俱死，悲痛而卒。都御史周应秋还认为官员追赃不力，上疏催促，因此左光斗、杨琏等人都家破人亡。当魏忠贤编定《三朝要典》时，移宫案以杨涟、左光斗为罪魁，准备开棺戮尸，有人劝解，这才幸免。

明熹宗驾崩，明思宗即位，改元崇祯，惩办阉党，魏忠贤畏罪自杀，思宗追赠光斗右都御史、太子少保，录用其一子为官。