父亲：郭爱，以济州刺史之职致仕。儿子：郭鸿
郭元振守边多年，无显赫武功，以建设、安抚见长，故能“克致隆平”，“安远定边”。他“武纬文经”，以诚信对待边疆少数民族，因而深得他们的爱戴，能化干戈为玉帛，不战而屈突厥、吐蕃之兵，这就是所谓的“善战者之胜也，无智名，无勇功”了。此等边将，对于保持边疆稳定、维护国家统一，具有重要作用。
早期事迹673年（咸亨四年），年仅十八岁的郭元振考中进士，被任命为通泉县（今四川射洪）县尉。在任内，郭元振常做些违法之事，甚至铸造私钱、掠卖人口，百姓对他非常厌恶并深以为苦。后来，武则天得知此事，将郭元振召入京城，准备将他治罪，却在与他交谈之后，发现他才华横溢，便索要他的文章。郭元振便把自己所作的《宝剑篇》呈上，武则天大加赞赏，让学士李峤等人进行传阅，并任命他为右武卫铠曹参军，后又进封奉宸监丞。离间吐蕃696年（万岁通天元年），吐蕃请和，武则天命郭元振出使吐蕃。吐蕃大将论钦陵要求唐朝撤去安西四镇的守军，并求取十姓突厥之地。
郭元振十六岁时在太学读书，家中给他送来四十万钱。这时，有一个穿着丧服的人到他门前请求救济，并称：“我祖宗五代都没有安葬，希望您能接济我，让我能够办理丧事。”郭元振听后，也不问他姓名，就把家中寄来的钱全部给了他，没有丝毫吝惜之色。
779年（唐大历十四年），唐代宗评定前代功臣，郭元振与李孝恭、尉迟敬德等十四位凌烟阁功臣同列第二等二十四人之内。780年（唐建中元年），郭元振与裴寂、刘文静等三十四人被定为功臣上等。782年（唐建中三年），唐德宗追封古代名将六十四人，并为他们设庙享奠，其中就包括“兵部尚书同中书门下三品代国公郭元振”。848年（唐大中二年），唐宣宗择取功臣三十七人，将他们的画像挂在凌烟阁，郭元振名列其中。1123年（北宋宣和五年），宋室依照唐代惯例，为古代名将设庙，七十二位名将中亦包括郭元振。北宋年间成书的《十七史百将传》中，郭元振亦位列其中。