谭纶，字子理，宜黄人。嘉靖二十三年(1544)的进士。授职为南京礼部主事。历任职方郎中，调任台州知府。
谭纶沉着坚毅，懂军事。当时东南边疆已经遭受了四年的倭患，朝廷商议训练地方乡兵来抵御敌人。参将戚继光请求给他三年的时间训练地方乡兵而后将他们派往前线。谭纶也训练了一千人。他制定了约束队伍的纪律，从副将以下节节相互制约。分配明确，进止整齐划一，不久就成为精锐部队。倭寇侵犯栅浦，谭纶亲自带队迎击，三战三捷。倭寇又从松门、澶湖劫掠附近的六个县，进而围攻台州，没有攻克只得离去。敌人转而侵犯仙居、临海，谭纶将他们全部擒拿、斩杀。他升任海道副使，招募更多浙东地区的良家子弟加以训练，而且戚继光所训练的兵马也已经到期，谭纶趁机收编了他们，罢除外地兵，不再调派他们。倭寇从象山冲击台州，谭纶在马岗、何家石览接连打败他们，又与戚继光一起在葛埠、南湾打败倭寇。他被加封为右参政，遇上父母的丧事而离职。
因为尚书杨博的推荐而复出，又统率浙江的部队，讨伐饶平的乱贼林朝曦。林朝曦是大强盗张琏的余党。张琏已被消灭，林朝曦占据巢穴不投降，并攻击程乡。知县徐甫宰严阵以待，并且派遣主簿梁维栋到叛贼中去，告谕乱党解散。林朝曦众叛亲离，弃巢逃走，谭纶与广东兵追击并擒获了他。不久，他改任福建，请求回家守完丧事去职。戚继光屡次击败倭寇，浙东略略安定。倭寇转移到了福建。从福宁到漳、泉地区，千里之地尽是倭寇的穴窟，戚继光逐渐剿灭了他们。部队刚刚凯旋，倭寇又侵犯邵武，攻陷了兴化。
嘉靖四十二年(1563)春天，再次启用谭纶。升任右佥都御史，辖治福建。倭寇驻扎在崎头城，都指挥欧阳深在激战中牺牲，倭寇占据了平海卫，攻陷了政和、寿宁，各自扼守海道作为退路，谭纶用栅栏环绕使他们的退路被截断。倭寇不能逃走，就转移到了渚林。戚继光赶到了，谭纶亲自统率中军进逼，总兵官刘显、俞大猷统率左、右军。他命令戚继光率中军进攻敌阵，左右军紧随其后，大败倭寇，光复了一府二县。诏令加封他为右副都御史。谭纶认为延平、建宁、汀州、邵武地区残破不堪，请求缓期征收已经蠲免的赋税，又考察旧制，建立了五座水寨，扼守海口，推荐戚继光担任总兵官镇守该地。倭寇又围攻仙游，谭纶、戚继光在城下大败敌人。不久戚继光在王仓坪、蔡丕岭打败倭寇，其余的敌人逃跑了，广东境内全部安定了。谭纶上奏再次请求回乡服丧，世宗同意了。
嘉靖四十四年(1565)冬天，他出任原职，巡抚陕西。还没上任，大足县的民众就叛乱了，攻陷了七座城镇。诏令谭纶改任四川，他到任时乱民已经被平定。云南叛民的首领凤继祖逃入会理，谭纶调集军队讨伐并平定了他。谭纶被升任兵部右侍郎兼任右佥都御史，统辖两广的军务兼理广西。将岑岗的乱贼江月照等人招降了。
谭纶熟悉兵事，朝廷依靠他对付倭寇，遇到警讯就调动他们，他任官没有满一年的。等到南部的倭寇大略平定后，北部边关的祸患却方兴未艾。隆庆元年(1567)，给事中吴时来奏请征召谭纶、戚继光训练兵马。诏令谭纶回兵部，升任左侍郎兼任右佥都御史，总督蓟、辽、保定的军务。谭纶上奏说：“蓟镇、昌平的兵丁不满十万人，而且老弱者占一半，分别隶属几位将领，分散于二千里的防区。敌人集中兵力来攻，我们分兵防守，众寡强弱不等，所以言事者请求赶紧训练兵马。然而四大困难不解决，最终不能训练兵马。
“敌人擅长骑射，不招募三万人经常练习车战是不能制服敌人的。统计三万人的月饷，每年五十四万两白银，这是一大困难。燕、赵的兵丁的锐气在边防中耗尽了，不招募一万二千多名熟谙战事的吴、越士兵，掺杂在他们中间教练他们，必然难以成事。我与戚继光受召就可以立马赶到，议论的人认为不可能，不始终信任，这是第二大困难。军事崇尚严格，然而燕、赵的士卒一向骄惯，骤然被处以军法必然大为震惊骇然。况且又离京城很近，容易产生流言蜚语，徒然使忠诚、明智的士卒受到掣肘而废弃了功力，进而酿成其他祸患，这是第三大困难。我方兵士一向没有直接与敌作战，就是打败了敌人，敌人不心服，能够再次打败敌人，才能使敌人终身受创，但是这容易产生忌恨与妒嫉；想再有作为，祸患已经先到了。这是第四大困难。
“按现在的情况考虑，请求调集蓟镇、真定、大名、井陉和督抚的标兵三万人，分成三个营，指令总兵、参将、游击分别统率他们，而且授予戚继光总理练兵的职责。春季与秋季两个防御期，三营的兵马各自调至边关附近。敌人来了就能将他们遏制在关外，敌人攻进来了就能与他们在关内决一死战。这两方面没有效果，我不逃避罪责。而且训练兵马不是一朝一夕的事，现在秋季防御已经临近，请迅速调集三千名浙江兵，以缓解急迫的形势。三年之后，边防军训练好了就遣返浙江兵。”
世宗下诏全部同意了他的请求，仍指令谭纶、戚继光商讨分别成立三个营的事情。谭纶趁机说：“蓟镇训练了十多年的兵马，然而最终不见成效，是因为任务不专一，训练也不落实。现在应该责令臣谭纶与戚继光，专门负责，不要让巡按、巡关的御史参与到这中间。”自从战争兴起，边防大臣受舆论的牵制，不能有所作为，所以谭纶上奏陈述此事。而且巡抚刘应节果然有不同的意见，巡按御史刘隨、巡关御史孙代又弹劾谭纶专横。穆宗采纳了张居正的意见，将练兵作战的事情全部委托给了谭纶，并且告诫刘应节等人不要阻挠。
谭纶考虑边地关隘、要道的险易，道路的远近，将蓟镇分成十二防区，每个区设置一名小将，全军总共分成三个营：东营驻扎在建昌守备燕河以东的地区，中营驻扎在三屯守备马兰、松太地区，西营驻扎在石匣守备曹墙、古石地区。各位将领时常率兵操练，互相声援，管理办法周到明了。当年秋季，蓟镇、昌平地区没有警讯。过去调集陕西、河间、正定的兵马进行秋季防卫，到现在就全部罢除了。谭纶刚刚上任在关塞巡视，对身边的将领说：“秣马厉兵，决定胜负于呼吸之间的方法适宜于南方；坚壁清野，钳制侵略之敌的方法适宜于北方。”于是他与戚继光谋划制订作战的方针、策略，并报告给朝廷，修筑了三千多个屯兵御敌台，从居庸关到山海关，控制着要害地区。谭纶被召到京城担任右都御史兼任兵部左侍郎，协助处理军务，御敌台修成，他又招募了九千多名浙江兵驻守。边防经过此番大整治，敌人不敢前来侵犯。他因功升任兵部尚书，兼任右都御史，协助处理原来的事务。当年冬天允许他回乡休假。
神宗继位，他出任兵部尚书。万历初年，被加封为太子少保。给事中雒遵弹劾谭纶不称职。谭纶多次上奏请求罢职，神宗下优诏挽留他。万历五年(1577)，他死于任上。被赠封为太子太保，谥号襄敏。
谭纶前后致力兵事三十年，歼敌二万一千五百人。曾经酣战，刀刃上的血浸染了手腕，多次冲洗才清除。他与戚继光共事又共享声誉，史称“谭、戚”。