源乾曜，相州临漳人。隋朝比部侍郎源师的孙子。父源直心，高宗时曾任司刑太常伯，因犯错误流配岭南而去世。乾曜中进士，在景云年中(710)，任谏议大夫。当时公卿百官三九射礼已久废，源乾曜却上疏道：“圣王教天下百姓，必制礼来正人情，人情正则家有孝子，国有忠臣。这一道理经久不衰，因为有理。因此君子三年不为礼，礼法一定会损坏；三年不为乐，乐一定崩坏。窃以为古代择士，先观射礼，来看清其和容之仪，并不是取一时之乐。关于射，可以区别正和邪，观德行，符合祭祀，打击敌人。古代圣王没有哪一个不相承袭的。臣窃见数年以来，射礼已废，有的因有关部门吝惜费用，便使大射有亏。臣愚以为所费的是财，所保全的却是礼。所以孔子说：‘尔爱其羊，我爱其礼’，现在时代更新，天下清明，臣望大射之礼仪不要废弃，圣人之教，始终进行，这样，天下就幸甚。”源乾曜不久调任梁州都督。
开元初年(713)，..王府的官吏中有犯法的。玄宗令左右的人寻求一个能做王府长史的人，太常卿姜皎荐举源乾曜，说他公正清明有才干，因此被召见与玄宗交谈，源乾曜交谈得神清气爽，对答得有条不紊，玄宗很是赏识，便拜为少府少监，兼..王府长史。不久迁任户部侍郎、兼御史中丞。没多久，调任尚书左丞。开元四年冬，源乾曜任黄门侍郎，代理宰相职务。仅十天，又与姚元之一同罢免了宰相职务。
当时玄宗要去洛阳，以源乾曜为京兆尹，为京师留守，源乾曜治政宽厚简朴，不严但合理。曾有仗内白鹰，因放飞时失其所在，玄宗令京兆官员捕捉。没多久在野外捕获，但那只白鹰挂在荆棘中死去，官吏都惧怕得罪，相顾失色。乾曜却慢慢地说：“事有巧的情况，死也有常理，主上仁明，应当不以此来罪责人。如果一定要处罚，我自认了，不须惧怕。”于是源乾曜便入朝自请失旨之罪，玄宗对所有情况全不问。大家佩服源乾曜临事不惧怕，并且能引过在己。他任京兆尹三年，政令始终如一。
开元八年(720)春，又任黄门侍郎，代理宰相。不久又加银青光禄大夫，升任侍中。过了较长一段时间，源乾曜上疏“：臣见显要官员的家中都是谋求京中的职务，贤才之士多任外官，王道要公平，不应如此。臣有三男都在京城任职。望调出二人为外官，来协调均平之道。”玄宗同意这意见，于是把他的儿子源弼由河南府参军调出任绛州司功，源薭由太祝调任郑尉。玄宗同时还下旨“：源弼等人的父亲在朝廷任要职，但很是谦虚严己，他担心的是在官吏之中不能用才失序，带头显谦让之德，请求将自己的二子调外职。左传中不是说过吗‘：晋范宣子让，其下皆让。’‘晋国之人，于是大和。’道之能行，仁哪里会远呢？”因此令文武百官父子兄弟三人并在京师任职的，随自己通容，依年龄资历处理，由此公卿子弟有一百余人由京官调出。不久，又有上书者，认为“国之执政，休戚相关，若不稍加恩宠，怎么能让他们尽心尽力呢”？开元十年(722)十一月，玄宗下旨凡中书门下均共食实封三百户。这一实封是由源乾曜和张嘉贞开始的。
源乾曜后又从玄宗东往泰山封禅，拜尚书左丞相，仍兼侍中。乾曜在执政的十年中，张嘉贞、张说相继任中书令，源乾曜不与他们争权，每事必推让。到李元..、杜暹主持政事，源乾曜便不参议，只是同意签名而已。当初，源乾曜由姜皎所引荐，才被重用。等姜皎获罪，被张嘉贞排挤，源乾曜竟然不相救援，当时人们以此讥讽源乾曜。开元十七年(729)秋，停止了他兼任的侍中职务。这年秋天，迁任太子少师，他以他的祖父名字为师而坚决辞谢，便任太子少傅，封安阳郡公。开元十九年(732)，玄宗到东都洛阳，源乾曜以年老多病，不堪随从，而留在京城养病。这年冬天去世。诏追赠幽州大都督。玄宗在洛阳城南门举哀，停止朝会两天。