斛律光，字明月，长着一张马一样的面孔，老虎一样的身躯。神情清爽，气宇雄杰。寡于言笑，善于骑射。最初为侯景的部下，彭乐曾对高敖曹说：“斛律家的这个小孩不可三次封为将军，今后一定会超过别人的声望。”他以库直小吏的身份侍奉文襄帝高澄，跟随高澄到野外，看见双雁飞来，高澄命他骑马射雁，他用两支箭将两只雁射落。后来，又跟从父亲斛律金西征，周文帝宇文泰的长史莫孝晖也在军旅中，斛律光年龄才十七岁，骑马将莫孝晖射中，并在军阵中将他擒获。神武帝高欢因此提拔斛律光为都督，封为永乐子。他又曾跟随高澄在洹桥打猎，在云端见飞来一只大鸟。他弯弓箭发，正射中大鸟的脖颈，大鸟像车轮一样旋转着落下，原来这是一只大雕啊。丞相的部属郑子高感叹地说“：这是射雕的强手呀。”当时，军中称他为射雕都督。
北齐受东魏禅让，又封他为西安县子。皇建元年(560)，晋封爵位为钜鹿公。这时，乐陵王高百年为皇太子，求纳王妃。孝昭帝认为斛律家世代淳厚恭谨，便纳斛律光的长女为太子的妃子。他历任太子太保、尚书令、司空、司徒等职。
河清三年(564)，北周大司马尉迟回、齐公宇文宪、庸公王雄等人率十万之众进攻洛阳。斛律光率骑兵五万奔驰救援，在邙山展开大战。北周军大败，他亲自将王雄射死。尉迟回、宇文宪仅免于一死。他便修筑京观。武成帝到洛阳评定功勋，升任他为太尉。
开初，文宣帝在位时，北周的军队常害怕北齐的军队西渡黄河，常在冬天凿开河冰，以作防守。武成帝即位后，朝政逐渐混乱，齐兵却在冬天凿开冰，怕周兵进犯。斛律光忧虑地说“：国家过去经常有吞并关西陇地的打算，今天到了这种地步，朝廷只知道狗马声色地玩乐！”先是武成帝纳他的第二个女儿为太子妃，天统元年(565)，被封为皇后，他也升任为大将军。天统三年六月，他的父亲斛律金去世，他辞官守丧。同月，朝廷下诏起用他和他的兄弟斛律羡一起恢复原来的职务。秋天，被封为太保，继承父亲的爵位为咸阳王，又迁任太傅。
这年十二月，周军又围攻洛阳，堵塞了洛阳的粮道。武平元年(570)元月，朝廷命他率步骑两军三万人抵御敌兵，刚一交战，周将宇文桀的军队就已溃乱，他挥师一直追赶到宜阳。他又回军洛阳，将周齐王宇文宪等人的军队打败。朝廷加封他为右丞相、并州刺史。这年冬天，他又率步兵和骑兵五万在玉璧修筑华谷、龙门两座城堡，与宇文宪的周军对峙，宇文宪不敢动弹。武平二年，他又率军士修筑平陇等十三座戍镇。北周的柱国抱罕公普屯威、柱国韦孝宽等人率兵进逼平陇，斛律光与他们在汾水展开大战，将周军打得大败。北周又派柱国纥干广略围攻宜阳，他又率五万军队赶赴，在宜阳城下展开激战，夺取北周建安等四座戍镇，俘获一千多人归来。
军队还未回到邺城，朝廷下令将军队解散。他认为建立功勋的人还没有得到封赏慰劳，如果解散，朝廷的恩泽就无法施予。便秘密上表，请求朝廷宣布圣旨，慰劳三军，并仍让军队前进。朝廷派使者让他们停下，军队回到紫陌，安营扎寨等待朝廷的使者。后主高纬听说斛律光的军营逼近京城，心里十分厌恶，赶忙派中书舍人召斛律光进宫，然后勉励慰劳，解散军队。朝廷封他为左丞相，另封为清河郡公。
斛律光曾在朝堂上垂下帘子坐着，祖王廷不知道，骑着马从他前面过去。他因此发怒，对别人说：“这个人胆敢如此！”后来，祖王廷在宫内省台大声说话。他正从这里经过听见了，又发怒。祖王廷知道斛律光恼怒他，便买通斛律光的随从扌盍头。扌盍头对他说“：自从您掌管朝政以来，我家的相王每天晚上都抱膝叹息，说‘：祖王廷这个瞎子掌权，国家一定要灭亡啊！’”祖王廷的部属褚士达梦见有人倚在门上授给他诗，说：“九升八合粟，角斗定非真，堰却津中水，将留何处人！”他将这首诗报告给祖王廷，祖王廷分析说：“角斗，合起来是斛字；津却水，何留人，合起来是一个律字；非真者，应解释为斛律光对我不真诚。”褚士达又叙述他所梦见的那人的状貌，便是祖王廷的父亲的形象，他因此恐惧。另外，穆提婆想娶斛律光庶出的女儿为妻，遭到拒绝。天子将晋阳的田地赐给穆提婆，斛律光在朝廷中说：“这些田地自神武帝以来，常常种庄稼喂军马，以准备对付敌人的进攻。现在赐给穆提婆，难道不使军队的粮草缺少了吗？”天子又把邺城的清风园赏赐给穆提婆，让他租赁出去。于是官员们没有了菜吃，只好向别人赊买，共欠下三百万钱，这些人向官府诉说。斛律光说：“把菜园赐给穆提婆，是使一家满足；如果不赐给穆提婆，可以使百官满足。”从此，祖王廷、穆提婆对他积怨甚深。
周将韦孝宽惧怕斛律光，便制造谣言，让间谍到邺城散布，说：“百升飞上天，明月照长安。”又说：“高山不摧自崩，槲树不扶自竖。”祖王廷听说后，又续上说：“盲老公背上下大斧，饶舌老母不得语。”让小孩子们在路上歌唱。穆提婆听说后，告诉他的母亲陆令萱。陆令萱认为饶舌老母是斥责她自己，盲老公是说的祖王廷，便与祖王廷共同密谋，把市井谣言奏报给后主，说：“斛律氏几代为大将，斛律光的名声震动关西，他的弟弟斛律羡的威望行于突厥。斛律光的女儿为皇后，男子娶公主为妻，谣言实在可怕。”后主把这件事征求韩长鸾的意见，长鸾认为不应该对斛律光下手，事情便被放下。斛律光又曾对别人说“：现在军士们都没有衣服穿，而后宫的太监，一次赏赐就可以得到数万匹布帛丝绢，府库因此空虚，这是什么道理？”受赏赐的太监听说后，都说：“天子赏给我，关你什么事！”祖王廷又求见后主，后主派府库中的车偷偷将他载入宫中。祖王廷请求退下左右的人，只剩下何洪珍在旁边，后主说：“前次得到你的奏报，想立即施行，韩长鸾认为没有这个道理，不可以除去斛律光。”祖王廷没有对答，何洪珍进言说：“如果斛律光本来没有谋反的意思，还可以；如果有反意，不果决执行，万一事情泄露，怎么办？”后主认为何洪珍说得对，而却犹豫不决。祖王廷命斛律武都的妾兄颜玄诬告斛律光图谋造反；又令曹魏祖奏报，说上将的星宿旺盛，不诛杀斛律光，恐怕会有灾祸。先是天狗星向西流动，占算的结果是秦地。秦，就是咸阳。从太庙到斛律光的家里，都见到血迹。先是这之前的三天，老鼠常常在斛律光的住室里白天出来活动，斛律光投给它们吃的东西，一天早晨死了三只老鼠。另外，他的床下钻出两只像黑猪一样的动物，从地下走出去，洞穴非常光滑。大蛇也屡屡出现。屋顶上发出响声，就像弹丸落在了上面。再则，他家的大门上的横木自己燃烧起来，捣衣的石头会自己移动。
不久，丞相府佐封士让密报朝廷：“斛律光以前西讨归来，朝廷命他解散军队，他却命军队进逼京城，准备图谋不轨，阴谋没有实现才把军队解散。他家里藏着弓箭甲胄，蓄养着数千名僮仆。又常派人到他的弟弟斛律羡，长子斛律武都任职的地方，暗中往来联络。如果朝廷不早一天动手，事情的后果恐怕不可预料。”后主对何洪珍说“：众人的心是最圣明的，我以前怀疑他想造反，果然如此。”后主性情胆怯，害怕事情会立即变化，便命何洪珍赶快召请祖王廷，把封士让的奏议内容告诉他。后主又害怕逮捕斛律光他会反抗，祖王廷因而请求后主赐给斛律光一匹骏马，让他明天骑着马到东山游玩，他必定来谢恩，乘机将他抓住。后主按照他说的去做。斛律光将要上马进宫，一阵头晕目眩。入宫后，宫人将他领到凉风堂，武士刘桃枝从他身后扑过来，没有将他摔倒。他对刘桃枝说：“你怎么经常干这种事？我又不背叛国家。”刘桃枝与三个大力士用弓弦勒住他的脖子，用力拉紧，将他杀死，时年五十八岁。鲜血流在地上，用铲子清除，痕迹仍然存在。朝廷于是下诏说他谋反，他的全族都被诛灭。
朝廷派二千石郎邢祖信拿着簿册去抄检斛律光的家。祖王廷在省台问抄出了什么东西，邢祖信说：“共得弓十五张，宴会上用的箭一百支，镶有贝壳的刀七口，朝廷赐给的长矛两支。”祖王廷又厉声问道“：还有什么东西吗？”邢祖信答“：还得到枣树枝二十束。他家的奴仆与别人斗殴，他不问是非曲直，用枣枝打一百下。”祖王廷听完十分惭愧，便低声说：“朝廷已将他重刑处死，郎中你怎么能替他申雪？”邢祖信出宫后，人们都为他的正直敢言担心，他慷慨说道：“好的宰相还被冤屈致死，我何必流连自己的生命！”祖信少年时，父亲邢逊被李庶所亲近，因而他到李庶那里去，对李庶说：“我暂来见您一面，还要辞别您而去。”李庶的父亲李谐杖责李庶而向邢祖信道歉。
斛律光在家里十分严肃，他与子弟就像君臣之间的关系那样。虽然官位显赫，家资丰厚，却依然节约省俭。疏于声色玩好，不经营家产，不谋取财利，杜绝一切馈赠贿赂。家中没有宾客，很少与朝臣们交谈，也不肯参与朝廷政事。每次朝臣们会议，他经常最后发言，说得都合乎情理。将要上表奏事，让旁人执笔，他亲自口授，务必简明实在。指挥军队用匈奴人的办法，料定吉凶无不准确。军营没有扎好，他不进入大帐，或者成天不坐下来休息。身上不离开盔甲，常常为将士们作出表率。对于犯罪的人，只用棍棒打他们的脊背，没有妄杀过一人，将士们都争先为他效命。宜阳战役时，他对周军说“：把这几年抓住的齐人归还给我，不然的话，我要抓住你们十倍的人来报复。”周人便把俘虏的齐人放还。他在西部边境修筑定讠夸等城堡，都是坐在马上挥着鞭子指挥，城堡选取的地点都按他说的办。他开疆拓土五百里却不夸耀自己的功劳。板筑一役，他用鞭抽打有过失的军士，是最严厉的一次。他自从结发束冠参军征战，从没有失误过，深为邻国所畏服。他的罪行不清楚，一旦被杀害，朝野上下深为痛惜。周武帝宇文邕听说他死去，高兴得大赦全境的罪犯。后来周武帝率兵攻占邺城，追赠斛律光为上柱国、崇国公。他指着赠封的诏书说“：如果此人还活着，我怎么能到达邺城呢？”