魏源在十五岁那年考中秀才。1814年（嘉庆十五年），他随父亲来到京城，靠教书谋生，向今文学大师刘逢禄等学习公羊学。这时候，他结识了进步思想家龚自珍。两人志趣相投，成为挚友。他们摈弃烦琐考据的学风，不想做儒家思想的书虫，勇于面对现实，放开思路切磋经世致用的学问，即“天地东西南北之学”，积极寻求改革图强的道路。他们慷慨议论时弊，探索富国强兵的良法，以冲破万马齐喑的沉闷局面。
两年后，魏源回到南方，在长沙等地教书。
1822年（道光二年），魏源进京参加顺天乡试，考中举人。第二年，在驻古北口的直隶总督衙门的提督杨芳家当教师。这时，他开始研究古今边疆防务和西北地理，关心边陲的安危。
1825年，魏源应江苏布政使贺长龄的邀请，编辑《皇朝经世文编》，贯彻了经世致用的思想，对后人产生不小的影响。他在书中表明了他反对复古泥古，主张重视现实、变革旧制的思想和历史进化观点。他轻视封建士大夫那种脱离实际、烦琐空疏的学风，思想激进，因而三次进京考进士，都名落孙山。官场无望，他便长时间充当地方督抚的幕僚，从事学术著述，兼做盐商。
1829年，魏源在北京出钱捐了个内阁中掌写文书的小官吏。他利用工作便利，如饥似渴地阅读史馆秘阁所藏的官书和士大夫的私人著作，为以后著书打下了基础。
第二年，他随杨芳到嘉峪关考察西北地理和边防情况，对于西北防务更加关心。
1831年，魏源因父丧南归，不久移居南京，先后协助两江总督陶澍、江苏巡抚林则徐筹划漕运、盐政和水利的改革，强调天下无数百年不弊之法，必须改革旧制，才能兴利除弊。当时鸦片走私日益严重，他和林则徐一样，坚决主张实行严禁。他在当年写了诗歌《江南吟》，揭露鸦片的严重危害，指出如不实行严禁，将出现海疆失守、财富耗竭的危局。
时隔六年，魏源因贩盐赚了钱，移居扬州。
1840年，英国发动鸦片战争，侵略中国。魏源毅然投身民族自卫战争。10月份，他听说英国炮兵上尉安突德在浙江定海附近测绘地图时被抓获，立即赶到宁波审讯战俘。他根据口供，参考书籍，在第二年写成了《英吉利小记》，介绍英国各方面概况，以及英国侵略中国的意图。他提醒人们重视研究英国国情和军情，认真对待侵略者。
首倡师法西方，探索蓝色文明（2）
后来，他获悉清军在广东前线战败，非常愤怒，写诗斥责朝中大臣昏庸无能，畏敌如虎，开门揖盗，屈膝求和。他讴歌三元里民众英勇抗敌的壮举：“同仇敌忾士心齐，呼市俄闻十万师。”
这一年，魏源投靠钦差大臣裕谦，参与筹划浙江前线的抗英战争。他去定海前线查看防务，提出诱敌深入内河加以围歼的方针。他的建议未被采纳，加上林则徐等抵抗派蒙冤受屈，使他深为不满，愤而辞职，回到扬州家中，发奋著书，探索抗敌御侮的良策。
1841年，魏源听说林则徐被发配伊犁充军，路过镇江，特意赶去迎接，为他送行。两人促膝长谈，议论救国大计。林则徐把他在广州编辑的《四洲志》交给魏源，希望魏源编写《海国图志》，让国人了解外国列强，寻求抗敌救国的良策。魏源表示决不辜负期望。
魏源无法在战场报效国家，便专心写作，废寝忘食。
1842年8月，清政府签订丧权辱国的《南京条约》。魏源写出了约四十万字的《圣武记》。他在1844年和1846年作了两次修订，充实该书的内容。《圣武记》共分十四卷，前十卷通过宣扬清朝前期的武功，歌颂国家统一，以增强民族自尊心和自信心，抵抗外来侵略。他在各卷末尾提出政治、军事等方面的主张。后四卷夹叙夹议，集中阐发他的军事思想。
魏源指出，清军必须大刀阔斧裁减冗员，改善士兵生活，提高部队战斗力。他建议各省编练一支四千到六千人组成的精良部队，作为其他军队的榜样，借以振奋军威。他有一句名言：“冗兵明减十万，则精兵暗增十万。”
魏源痛恨清军将领的腐败，反对纨绔子弟充当统兵将领，主张从部队中考核选拔优秀人才，担任各级指挥官，借以提高部队的战斗力。他主张将帅要多读兵书，指出纸上谈兵也有积极的意义。
魏源提出变革部队训练。他说，清军水师巡洋徒有虚名，要有水师保护海上运粮，使训练与护航相结合，通过险风恶浪的考验，不断改进战船质量，提高官兵的作战技艺。他主张严格治军，强调纪律严明。他批评朝廷没有严惩在鸦片战争中不战而逃的将领，以致兵不用命。他认为，没有严明的纪律，即使坚船利炮，也无法战胜敌人。
魏源强调要研究外国侵略军，了解敌情；购买外国船炮，更新武器装备；实行灵活机动的战略战术，力争把敌人歼灭于内河之中。只有熟知敌人的攻城战法，才能守住城市。要实行全民防御，统一指挥，在城外要地分扎部队牵制敌人，派出游骑断敌粮道，派出伏兵打击正在渡河的敌人，实行坚壁清野，给敌人制造种种困难，以便持久作战。
魏源揭露了沙俄的侵华野心，提醒国人既要重视海防建设，也要重视边防建设。他主张允许内地居民携带家眷到边疆垦荒，发展生产，构筑坚固的堡垒，平时保护生产，战时据寨御敌。边防和海防是否巩固，关键在于用人是否得当。
1843年1月，魏源以林则徐编辑的《四洲志》为基础，增补大量资料，完成了《海国图志》五十卷本。该书介绍了五大洲几十个国家的历史、地理、政治、经济、军事、文化和科技，还认真总结鸦片战争的经验教训，进一步阐发了他的军事思想。
他提醒清廷，千万不要认为与侵略者签订了一纸和约，就会安然无事，而应励精图治、整顿经武。他说：鸦片战争以后，外国侵略者看清了中国的虚弱本质，无所顾忌，会发动新的侵略战争，中国只有加强装备，才能使它们有所畏惧，不敢贸然动武。
那么，如何加强战备呢？他发现英、法、美等国家善于制造各种精巧的机器和枪炮战船，而中国已大大落后。他提出“师夷之长技以制夷”，只有善于向外国学习，才能制止外国的侵略，否则必然被外国所制服。学习外国长技，重点在三个方面：战舰、火器与养兵练兵。他建议在广东建立造船厂和火器局，从法国和美国聘请技师与工匠，帮助制造战船与火炮，聘请舵师传授驾船和演炮方法；从广东、福建选调工匠向外国技师学习船炮制造方法，选调精兵向外国舵师学习船炮的驾驶和攻击方法。与此同时，继续向外国购买先进的战船与火炮，尽快建成一支新式水军，平时出洋巡逻，缉捕海盗与烟贩，战时如风潮不顺，就避入海港之内，待机杀敌；待到风潮皆顺时，立即驶到外洋，监视敌舰的行动，或协同岸防部队抗击敌人，或单独攻击敌舰。这样可以避免出现像鸦片战争时清军水师到处被动挨打的局面。有了船厂和炮局，可以制造和修理战船火炮，还可以制造陆师所需的军械，以及各种民用产品。
魏源强调人在战争中的作用，明确指出器利不如人和，一支军队只有心灵胆壮、技精械利，才会有强大的战斗力。他断言，没有不可制服的武器，关键在于选将得当，指挥灵活。
首倡师法西方，探索蓝色文明（3）
当时，许多顽固派把西方的机器看成是奇技淫巧，魏源反驳道：有用的东西，就是奇技，而不是淫巧，应该大力提倡，认真学习。这对于传统观念是一个巨大的冲击。他追溯中华民族悠久的历史和科学技术的辉煌成就，满怀信心地指出，只要奋发图强，认真学习外国的先进技术，就会风气日开，智慧日出，使落后的中国变成东方强国，与西方国家并驾齐驱，有效地抵御外国侵略者。他这些铿锵有力的言辞，激励着人们为富国强兵而进行坚持不懈的斗争。
《海国图志》的总纲有两篇专门讲到战略防御。他认为，只有充分做好防御作战的准备，才能以守为战，以逸待劳，击退来犯的敌人。英国侵略军善于在外洋作战，一旦进入内河，便失其所长，因此守外洋不如守海口，守海口不如守内河。把敌人舰队诱入内河来打，充分发挥我水陆协同作战的优势。先派一支弱小部队与敌人接战，佯败而退，诱敌深入。敌舰一旦进入内河，就只能鱼贯而行，无法四面展开。我军先在河流浅窄处沉船结筏，阻挡敌舰前进，再在河流下游树桩布筏，遏制敌舰后路，然后驾驶小船攻击敌舰头尾。同时，两岸火炮猛轰敌舰，使它无法躲闪。如果敌人胆敢登陆，抄我后路，就用事先挖好的暗沟阻挡敌军，引发地雷消灭他们。当敌舰逃窜时，我军战船立即施放火箭和喷筒，烧毁敌舰，水勇跃登敌船，进行白刃格斗，岸上步兵用炮轰击敌人后队船只，或乘上风施放毒烟，迷茫敌人的眼睛。他把这种战法形象地比喻为“设阱以待虎，设罾以待鱼”。
魏源和林则徐一样，主张就地招募训练海岸防御部队。他指出：只要募练得法，指挥得人，完全能够依靠本省的精兵捍卫领土，即使侵略者集中兵力攻我一省，也只需从邻省调兵支援，便能应付裕如，不用从内地各省抽调部队，避免一处有警、全国紧张的被动局面。
《海国图志》于1851年至1854年间陆续传到日本，引起日本朝野高度重视，他们纷纷翻译刊印，争相传阅，认为该书对他们了解世界各国情况，学习西方先进科学技术，加强海防建设，有很大的启示和帮助，甚至将它推崇为“海防宝鉴”、“天下武夫必读之书”。与此形成鲜明对照的是，中国的朝廷竟把该书束之高阁，无动于衷。皇帝和大臣们一味苟且偷安，不思整军经武，结果只能是再次挨打