世祖武成皇帝讳湛，神武皇帝第九子，孝昭皇帝同母弟。仪表奇伟，神武尤其钟爱。神武安抚荒远之人，便为帝聘蠕蠕太子盭罗辰之女，号“邻和公主”者为妃。帝时年八岁，衣冠整齐，神情从容，使得华夷叹服。元象中，封为长广郡公。天保初，晋爵为王，拜尚书令，不久兼司徒，迁太尉。乾明初，杨忄音等人密相猜忌，故拜帝为大司马，领并州剌史。帝与孝昭帝谋划诛杀几位权臣后，迁太傅、录尚书事、领京畿大都督。皇建初，进位右丞相。孝昭前往晋阳，帝留守邺城，处理所有政务。二年(561)孝昭去世。遗诏征帝入统大位。赶赴晋阳宫，于崇德殿发丧。皇太后令官员宣布遗诏，左丞相斛律金率领百官劝进，三次奏请，帝才应允。
太宁元年(561)冬十一月十一日，皇帝在南宫即位，大赦，改皇建二年为太宁元年。十三日，以司徒、平秦王归彦为太傅，以尚书右仆射、赵郡王睿又为尚书令，以太尉尉粲为太保，以尚书令段韶为大司马，以丰州刺史娄睿又为司空，以太傅、平阳王淹为太宰，以太保、彭城王氵攸为太师、录尚书事，以冀州刺史、博陵王济为太尉，以中书监、任城王氵皆为尚书左仆射，以并州刺史斛律光为右仆射，封孝昭皇帝太子百年为乐陵郡王。十八日，诏令大使巡行天下，访求政事的善恶，问人疾苦，擢进贤良。是岁，为周武帝保定元年。
河清元年(562)春正月初四，车驾从晋阳返回。初十，祀南郊。十一日，享太庙。十四日，立妃胡氏为皇后，子纬为皇太子。大赦天下，内外百官普加官阶，为父嗣者赐爵一级。二十二日，以前定州刺史、冯翊王润为尚书左仆射。诏令禁断屠宰以顺应春令。
二月初七，以太宰、平阳王淹为青州刺史、太傅、领司徒，以领军大将军、宗师、平秦王归彦为太宰、冀州刺史。九日，以兼尚书令、任城王氵皆为司徒。诏散骑常侍崔瞻聘问陈朝。
夏四月初二，皇太后娄氏死。初六，青州刺史上书报告说本月二十一日河、济水变清。因河、济水清，故改太宁二年为河清，依等次减少罪人徒刑。
五月十五日，礻付葬武明皇后于义平陵。二十日，以尚书右仆射斛律光为尚书令。
秋七月，太宰、翼州刺史、平秦王归彦据州反叛。诏大司马段韶、司空娄睿又攻讨，破城后虏获归彦。二十七日，在都市诛杀归彦及他的三个儿子和二十多个党徒。二十九日，以大司马段韶为太傅，以司空娄睿又为司徒，以太傅、平阳王淹为太宰，以尚书令斛律光为司空，以太子太傅、赵郡王睿又为尚书令，中书监、河间王孝琬为尚书左仆射。八月二十六日，行幸晋阳。陈派使来朝聘问。冬十一月十一日，诏兼散骑常侍封孝琰出使陈。十二月二十一日，车驾从晋阳返邺。是岁，诛杀太原王绍德。
二年春正月初十，帝诏在朝堂策试秀才。以太子少傅魏收为兼尚书右仆射。十四日，兼右仆射魏收因偏袒放纵被除名。十二日，以武明皇后配祭北郊。二十六日，帝亲临都亭察视被押罪犯，减免在京囚徒徒刑，各有差等。
三月初一，诏司空斛律光督察五营军士在轵关筑戍。初八，室韦国遣使朝贡。二十二日，以兼尚书右仆射赵彦深为左仆射。
夏四月，并、汾、晋、东雍、南汾五州因虫旱为灾，派出使者赈济抚恤。二十五日，陈人来朝聘问。
五月十九日，诏于城南双堂闰位之苑中建造大总持寺。六月十三日，齐州报告在济、河交汇处有八条龙飞向天空。二十三日，诏兼散骑常侍崔子武出使陈朝。二十八日，司州牧、河南王孝瑜死。秋八月初十，诏改三台宫为大兴圣寺。冬十二月初三，陈人来朝聘问。十九日，周将杨忠率统突厥阿史那木汗等二十余万人从恒州出发，分三道侵齐，杀掠吏民。是时，大雪下了整整一个多月，南北千余里平地上堆起了很厚的雪。霜降白日，太原降血似的雨。二十八日，帝抵达晋阳。二十九日，周军围逼并州，又派出大将军达奚武领众数万赶赴东雍州和晋州，同突厥人呼应。是岁，室韦、库莫奚、....、契丹分别派遣使者朝贡。
三年春正月初一，周军在并州城外布阵，两军在城西交战。周军及突厥大败，人畜死尸狼籍，几百里内均可看到。诏平原王段韶率兵追赶至边塞后才回。三月初三，因颁布律令，大赦。初八，盗杀太师、彭城王氵攸。十九日，以司空斛律光为司徒，以侍中、冯翊王润为司空。五月初七，帝从晋阳返回。二十五日，以尚书令、赵郡王睿又为录尚书事，以前司徒娄睿又为太尉。二十七日，以太傅段韶为太师。三十日，以太尉、任城王氵皆为大将军。帝行幸晋阳。六月十三日，大雨昼夜未停，至十七日才止。是月，晋阳谣传出现鬼兵，百姓争相击打铜铁以驱鬼。诛杀乐陵王百年。向周归还姓宇文氏的女子。秋九月初十，封皇子绰为南阳王，俨为东平王。是月，向周归还姓阎的女子。陈人来朝聘问。突厥寇掠幽州，进入长城内，掳掠后跑走。闰九月十一日，诏派十二使巡行受水灾的州，并免去租调。二十一日，突厥寇掠幽州。周军三路齐出，一路尉迟..寇洛阳，一路杨..入轵关，一路权景宜攻悬瓠。冬十一月十日，..等围攻洛阳。十四日，诏兼散骑常侍刘逖出使陈朝。二十日，太尉娄睿又在轵关大败周军，俘虏了杨..。十二月初一，豫州刺史王士良携带州城向周将权景宣投降。初三，帝率兵从晋阳出发南讨。初五，太宰、平阳王淹薨。初八，太师段韶大败尉迟..等，解除了洛阳之围。十三日，帝抵洛阳，下令洛阳被周军践踏之处免除一年租赋，赦州城内死罪以下囚犯减少徒刑。十五日，以太师段韶为太宰，以司徒斛律光为太尉，并州刺史兰陵王长恭为尚书令。十八日，帝到武牢，经过滑台，驻扎黎阳，所过之处减降罪人徒刑。二十二日，车驾从洛阳返回。是岁，高丽、....、新罗分别派来使者朝贡。山东大水，饿死者不计其数，发诏赈济，命令却未被执行。
四年春正月二十日，以大将军、任城王氵皆为大司马。二十四日，帝幸晋阳。二月初一，诏以新罗国王金真兴为使持节、东夷校尉、乐浪郡公、新罗王。十九日，因年岁不好，禁止酿酒买卖酒。二十六日，诏令按等减损百官食廪。三月初六，诏依等赈给西兖、梁、沧、赵州，司州的东郡、阳平、清河、武都，冀州的长乐、渤海遭受水灾之处的贫下户粮食。每家只有斗升而已，但多数则没有得到。是月，出现彗星；天上的物体陨落到殿庭之中，像红漆鼓带小铃；殿上的石块自行立起，两两相对；后园万寿堂前山洞中有神灵出现，其体态高大，不辨面目，牙齿雪白，伸出唇外，为帝值宿的嫔御以下七百多人都看见过。帝做梦也看到了。夏四月初六，大将军、东安王娄睿又因犯事免官。二十三日，陈人来朝聘问。太史奏告天文有变，占卜后说是要易王。二十四日，指派太宰段韶兼太尉，持节奉皇帝玺绶传位于皇太子，大赦天下，改元为天统元年，百官进级，囚犯降罪，各有差等。又诏皇太子妃斛律氏为皇后。这时，群公上尊号为太上皇帝，军国大事全部向其奏报。打算禅位时，让内参乘子尚乘坐驿车护送诏书于邺。子尚离开晋阳城一会，见有人骑马跟随车后，又突然不见了，他还没有到邺，禅位的事这里的人都知道了。
天统四年(568)十二月初十，太上皇帝在邺宫乾寿堂驾崩，时年三十二岁，谥号武成皇帝，庙号世祖。五年二月十九日，葬于永平陵。