明朝 弘治初年，毛伯溫游歷至廣東省惠州府博羅縣 主簿丁震家，丁震對毛伯溫一見深器，就收留了他，并供他讀了三年書。毛伯溫離開廣東后還專門尋找過丁震，并給丁家贈送了匾額。

正德二年（1507年），毛伯溫中舉人。

正德三年（1508年），毛伯溫考中進士，初任紹興府推官。

正德六年（1511年），升任河南道監(jiān)察御史，先后巡按福建、河南。任河南巡按期間，在湖南郴州汝城修建了 繡衣坊，是中國現(xiàn)存最早的專門 旌表監(jiān)察官員的牌坊。

嘉靖元年（1522年），宦官張銳、張忠等被判死刑，其同黨蕭敬、韋霦暗中想拖延行刑。毛伯溫上書請求一并殺了蕭敬、韋霦，宦官們因此才閉上了嘴巴。

嘉靖初年，毛伯溫升為 大理寺丞，后又升為 右僉都御史，巡撫寧夏。后因 李福達一案被重提，毛伯溫因為在大理寺時誤判重罪，被罷官歸鄉(xiāng)。

嘉靖十一年（1532年）九月，毛伯溫因為他人推薦而恢復舊職，朝廷令其巡撫山西，后又改為巡撫順天，但他都沒有上任。朝廷于是讓毛伯溫改為辦理 都察院的事務。

嘉靖十二年（1533年），毛伯溫升任為 左副都御史。在這個職務上，他又受到趙王府的族人朱祐椋的攻擊，被解除官職聽候考察。過后又被開除了職務。

嘉靖十五年（1536年）冬天，皇子朱載壡出生， 明世宗打算向外國頒布詔書。禮部尚書 夏言認為 安南多年不來朝貢，不應當派遣使節(jié)，并進而請討伐它。明世宗于是起用毛伯溫為右 都御史，讓他和 咸寧侯 仇鸞 整兵待命。毛伯溫以父喪在身推辭，明世宗不答應。

嘉靖十六年（1537年）五月，毛伯溫到達北京，遞上六條方略。恰好這時 安南國王孫黎寧派遣陪臣鄭惟僚等人來訴說 莫登庸弒君篡權，請明朝興兵替他們復仇。明世宗懷疑情況不真實，命令毛伯溫暫緩出兵，傳令兩廣、云南守臣調查以后報上來，同時讓毛伯溫協(xié)助辦理 都察院的事務。 御史 何維柏奏請讓毛伯溫守完喪， 世宗不答應。毛伯溫只好稱病不出，一直到除喪服的祭祀過后才出來理事。同年冬天，毛伯溫升任 工部尚書。

嘉靖十七年（1538年）春天， 黔國公 沐朝輔等拿莫登庸的降表獻給朝廷，請求寬恕其罪，允許 安南來朝貢。在此之前， 云南巡撫 汪文盛奏稱，莫登庸聽說朝廷將發(fā)兵前往討伐他，派人偷偷來偵察我們。明世宗已傳令要大臣按照以前的詔書出兵，汪文盛又采納安南投降過來的 武文淵的計策，上書說 莫登庸可以拿下來的情況，一面又傳檄要莫登庸向朝廷上表獻地。此時， 明世宗在大臣的意見下改命毛伯溫擔任 兵部尚書兼右 都御史，限期上任。后又因為明世宗的個人原因加上兵部尚書 張瓚的無能，沒有什么像樣的計策，明世宗感到不高興，責怪了張瓚一番，軍隊又停止出征了，毛伯溫受命再次協(xié)助辦理按察院的事務。

嘉靖十八年（1539年）二月，明世宗住在承天，詔令毛伯溫去總督 宣府、大同、山西的軍務。不久選用東宮官員，又給他加官，兼任 太子賓客。大同所管轄的鎮(zhèn)邊、 鎮(zhèn)川、弘賜、鎮(zhèn)河、鎮(zhèn)虜五座城堡，距城二百多里遠，是接近敵人營帳的最邊遠地帶。自從巡撫 張文錦因為修筑這些城堡導致兵變后，沒有人敢再主張維修它們了。伯溫說：“兵變所以發(fā)生，是因為張文錦用人不當，并不是他的建議有什么不對�！庇谑切迯土诉@些城堡，招募三千士兵在這里防守，分給他們空閑的田地，永久地免除他們的 田賦。邊防依仗這一點很有威力。論功，毛伯溫被晉升為太子少保。時， 莫登庸害怕明朝討伐他，幾次上書請求投降。明世宗也想借此機會安撫他，就派 侍郎 黃綰去招安。黃綰過多地提出各種要求，明世宗一怒之下罷了黃綰的官。然后又下交群臣議論，大家都說應當討伐 安南。明世宗同意了，就在閏七月里命令毛伯溫、仇鸞南征，文武三品以下官員不聽命令的，允許他們按軍法處治。伯溫等到達廣西后，召集總督 張經(jīng)，總兵官、安遠侯 柳珣，參政 翁萬達、 張岳等商定，征調兩廣、福建、湖廣 狼土官兵共十二萬五千多人，分置三處哨所，從 憑祥、龍峒、 思陵州挺進安南，再用兩支奇軍作為聲援部隊。又傳令 云南巡撫汪文盛率兵駐在蓮花灘，也分兵三路進軍 安南。部署已定，碰上 仇鸞因罪被召回，就讓柳珣取代了他。

嘉靖十九年（1540年）秋天，毛伯溫等人進駐南寧，傳檄安南臣民，告訴他們大明王朝要選擇黎氏子孫繼承祖宗的家國，只治 莫登庸父子的罪，有帶領郡縣投降的，就拿這個郡縣封賞他。又懸重賞緝拿莫登庸父子，同時傳令登庸只要交上土地、人民的簿冊并依此納款，就照詔書中講過的那些饒恕他的罪過。莫登庸非常害怕，派了使臣到萬達那里求降，措辭很是可憐。萬達把他們送到毛伯溫那里。毛伯溫奉命答應了，向他們傳達了 天子的恩德和威嚴，收取了 安南國的地圖、戶籍，還有他們所歸還的 欽州四峒地區(qū)，暫且命令莫登庸的使臣回國聽令。伯溫把這些情況飛章上奏，明世宗極為高興，發(fā)布詔書把安南國改名 安南都統(tǒng)使司，讓登庸當 都統(tǒng)使，世代相承，在境內分設十三個 宣撫司，由他自己安排。毛伯溫接受討伐 安南的任務一年多時間里，沒射過一支箭，安南就被平定，這是因為 世宗本來就不打算動兵的緣故。事后論功，毛伯溫被加官為 太子太保。此戰(zhàn)后，毛伯溫將功勞很大的 翁萬達、 張岳推薦給明世宗，二人遂得任用。

嘉靖二十一年（1542年）正月，毛伯溫班師回朝，仍舊辦理 都察院的職事。邊關上幾次傳來警報，毛伯溫請修建京師外城。明世宗已批示說可以， 給事中劉養(yǎng)直說修廟的工程正在進展中，物力跟不上， 世宗就傳令暫停修筑外城。同年十月，兵部尚書 張瓚去世，毛伯溫就代理 兵部的事務。張瓚為人迷戀權柄，不能盡職，在兵部當了八年尚書，軍事設施全給荒廢了。毛伯溫召集朝臣們商議后奏上二十四條防邊建議，軍令為之一新。有言官建議核實新軍、京軍及內府力士、工匠名額，以便節(jié)約開支，充實國庫儲備。毛伯溫于是遞上關于應當裁減的冗濫人員的二十多條意見，舉凡錦衣、騰驤等衛(wèi)， 御馬、 內官、 尚膳等監(jiān)，這些一向被宦官們占據(jù)的部門，都在裁減之列。明世宗稱贊這個建議，命令立即照此清理。朝廷中多年來存在的這些弊端得到了很大改善，卻得罪了朝廷之中的宦官。

嘉靖二十二年（1543年）二月，明世宗南巡 承天府，下詔讓毛伯溫總督宣、大、山西軍務。不久，遴選宮僚，加兼太子賓客。毛伯溫建議將大同管轄的鎮(zhèn)邊、鎮(zhèn)川、弘賜、鎮(zhèn)河、鎮(zhèn)虜五五堡重新營建，募軍三千防守，因此被加封為太子少保。

嘉靖二十三年（1544年）秋天，順天巡撫朱方因為防秋結束請撤回臨時派駐的客兵。不多久，北寇大舉入侵，直逼京師近郊。明世宗大為震怒，一并逮捕了總督 翟鵬，讓他充了軍，把朱方打死在大棍之下。御史 舒汀說，朱方只是建議撤回 薊鎮(zhèn)的客兵，主張把 宣府、大同的客兵一起撤回的是毛伯溫和 職方郎韓最。明世宗于是把毛伯溫削除官籍，把韓最打了八十大棍，發(fā)配到最邊遠的地方充軍去了，途中被赦免歸鄉(xiāng)。

嘉靖二十四年（1545年），毛伯溫因背上長出 疽瘡而死。

毛伯溫征討安南既用軍事攻略，又用政治攻勢。他調集兩廣、福建、湖北等官兵12萬余人，分三路包圍 莫登庸，又向 安南官兵宣傳“揖讓”政策，后不費一刀一箭平定了安南，靖邊安民，創(chuàng)造了明朝有史以來兵不血刃的戰(zhàn)績，擴大了明王朝的版圖。其后，毛伯溫又穩(wěn)固邊防，修筑了很多防御措施，為明朝的邊防作出了貢獻。

《明史》：①伯溫氣宇沉毅，飲啖兼十人。臨事決機，不動聲色。②毛伯溫能任 翁萬達、 張岳，以成安南之功，不失為持重將。萬達飭邊備，整軍實，其爭復套，知彼知己，尤深識遠慮云。

《四庫全書》：伯溫文格頗疏暢，詩非其長。

明神宗：往征南粵，克清萬里之 妖氛，晚遂優(yōu)游，久聞淪謝，眷老成之在念，宜恤典之薦加。

帝王贈詩

毛伯溫奉命出征 安南時，明世宗寫詩一首贈予其，詩名《 送毛伯溫》。

與俞大猷

安南地區(qū)叛亂，毛伯溫受命出征，時 俞大猷向毛伯溫 毛遂自薦，還陳述了自己的作戰(zhàn)方案。毛伯溫看后十分欣賞，還夸獎了他幾句，但最后并沒有任用俞大猷。

修三賢祠

毛伯溫擔任河南 巡按御史期間，為了紀念三位詩人，在開封 古吹臺上雕塑三賢像，修建了 三賢祠。

知恩圖報

毛伯溫年少時受過丁震的資助，后來毛伯溫任兵部尚書、 都察院右 都御史后，為了報答丁家的恩情，出資在丁家村建造了宏偉壯觀的“鴉鵲巢”。 “鴉鵲巢”堂內分上廳、下廳，中間設有天井，廳上由八根直徑40厘米的石柱支撐起大廳的木構梁架，呈三角形屋頂。祠堂內雕梁畫棟，造型奇特，形式各異。梁托上雕有人物、動物、花草、鳥獸，千姿百態(tài)，栩栩如生，屬于典型的客家建筑風格。

祖父：毛超，廣西知府。后因毛伯溫被嘉靖皇帝加贈為 光祿大夫、 柱國 太子太保 兵部尚書。

祖母：名不詳，因毛伯溫被嘉靖皇帝加贈為 一品夫人。

父親： 毛榮，因毛伯溫被嘉靖皇帝加贈為光祿大夫、柱國太子太保兵部尚書。

母親：名不詳，因毛伯溫被嘉靖皇帝加贈為 一品夫人。

妻子：謝氏，加贈為一品夫人。