长孙炽，字仲光，上党文宣王长孙稚的曾孙。
祖父长孙裕，西魏太常卿、冀州刺史。
父亲长孙兕，北周开府仪同三司、熊绛二州刺史、平原侯。
长孙炽生性敏慧，容貌漂亮，颇读群书，兼善武艺。
北周建德初，周武帝崇尚道法，尤其喜欢玄学，求取那些兼通经史、善于谈论的人，为通道馆学士。
长孙炽应其选，与英才们一起，读书更多。
建德二年(573)，授他雍州仓城县令，不久转任周至县令。
连任两县县令，政绩连连最突出，迁任崤郡太守。
入京为御正上士。
隋高祖为北周丞相时，提拔他任丞相府功曹参军，加封大都督，封为阳平县子爵，食邑二百户。
升任稍伯下大夫。
这年王谦反叛，长孙炽随信州总管王长述溯江而上。
王长述以长孙炽为前锋，打破王谦所辖一镇，平定楚州、合州等五州，俘虏伪总管荆山公元振。
他因功拜授仪同三司。
到隋高祖受周禅让时，长孙炽率领部下先进宫中，清除杂人，即日授他内史舍人、上仪同三司。
不久以本官兼任东宫右庶子，出入两宫，很被重用。
加上他做事很周密，高祖每每称赞他。
授他左领军长史，持节出使到东南道的三十六州，废置州郡，巡视风俗民情。
还京后，授他太子仆，加任谏议大夫，兼任长安县令。
他与大兴县令梁毗，都很称职。
但梁毗以严正出名，长孙炽以宽厚公平出名，为政虽然不同，所辖地区都治得很好。
不久任右常平监，升任雍州赞治，改封饶良县子爵。
后升任鸿胪少卿。
几年后，转任太常少卿，升任开府仪同三司。
又持节任河南道二十八州的巡省大使，在路上被授为吏部侍郎。
大业元年(605)，任大理卿，又为西南道巡省大使，巡视各地风俗。
提拔当户部尚书。
吐谷浑进犯张扌夜，令长孙炽率骑兵五千打跑他们，追到青海而还，以功授银青光禄大夫。
大业六年，炀帝幸江都行宫，留长孙炽在东都留守，仍执掌左侯卫将军事。
这年在官任上去世，时年六十二岁。
谥号叫“静”。
儿子长孙安世，任通事谒者。