早年經歷

郭守文的祖上在漢、魏、南北朝時期便是當地名門望族。其父郭暉，出身行伍。五代時，郭暉追隨后漢高祖劉知遠，北伐南征，為護圣軍使。在與郭威征討河中之役時戰死沙場。當時，十四歲的郭守文隨父從軍，郭威見郭暉戰死、郭守文無人眷顧，遂收留其帳下，代為養育。

廣順元年（951年），郭威取代后漢，建立后周。逐漸長成的郭守文，效力于郭威麾下，為護衛軍校，被任命為左雄殿直、東第二雄副都知。

平蜀撫寇

建隆元年（960年）正月，后周朝廷殿前都檢點趙匡胤發動陳橋兵變，奪取后周政權，建立北宋王朝，是為宋太祖。趙匡胤升郭守文為西頭供奉官，服務于皇宮大內。

乾德二年（964年）冬，北宋拉開討伐后蜀之戰。郭守文在王全斌麾下，挺進西南，參加平蜀之役。一年之后后蜀滅亡，郭守文因軍功擢升簡州（今四川簡陽）知州。新獲之蜀地，在銜接之時，劍門內外流寇散匪頗多。郭守文剿撫并用，以撫為主，將大部流寇散匪之首撫降，歸附宋朝，兵不血刃，安撫一方。

滅漢降唐

開寶三年（970年），郭守文隨潘美征討南漢，首戰告捷，擒俘南漢皇帝劉鋹，潘美派郭守文乘驛車到朝廷告捷。郭守文為滅亡南漢，再立戰功，朝廷于是升任他為翰林副使。

開寶七年（974年），郭守文再隨大將曹彬征剿南唐，平定南唐之都金陵（今江蘇南京）后，生俘南唐后主李煜。次年，趙匡胤下詔送李煜至汴京。曹彬因郭守文勤于戰事、行事慎肅，命他押護李煜，歸闕報捷。時李煜深悔自己貪文誤國，不愿活著見宋太祖，欲尋短見。郭守文察知后，于是對李煜說：“國家只求恢復疆土，天下太平，哪里還有后到而受責呢？”李煜這才安心。回到汴梁后，趙匡胤嘉狀郭守文，改任他為西京作坊使，兼任翰林司事。

撫諭治決

太平興國元年（976年），宋太宗趙光義登基，郭守文奉詔隨大將黨進北伐北漢。在團柏谷（今山西祁縣）一戰，郭守文身先士卒，拼死向前，大獲全勝，大敗北漢軍，再立軍功。不久，秦州（今甘肅天水）降附朝廷，新歸的秦州當地少數民族騷動不安，于是宋太宗命郭守文前往秦州撫諭。郭守文到職后，再施當年招撫簡州眾寇首之術，撫慰少數民族各部族酋長，曉之以情，動之以理，民遂歸附，騷動平息，邊境大安。

太平興國三年（978年），升任西上閣門使。同年六月，汴河在寧陵決口，郭守文率宋州（今河南商丘）、亳州（今安徽亳縣）丁壯四千余眾，前去治塞汴水寧陵之患。同年冬，他又與閣門副使王侁、西八作副使石全振監督在滑州靈河縣（今河南延津）堵塞黃河決堤之患。

征漢敗遼

太平興國四年（979年），宋太宗傾國之力，討伐北漢，志在一鼓蕩平。當時郭守文與判四方館事梁迥分別統率行營馬步軍。北漢皇帝劉繼元投降后，其弟劉繼文兵據代州（今山西代縣），不聽劉繼元之命，投靠遼國，拒絕歸宋。郭守文受命率兵出石嶺關，揮戈北征，一戰而大敗劉繼文，再戰而兵克代州，雁門關之南盡歸于宋。宋太宗見郭守文悉熟北土，善于野戰，遂詔命其屯兵定州（今河北正定），戍守北陲。郭守文不辱軍命，屯駐定州，與遼軍激戰于滿城，大破遼軍。郭守文以軍功升任東上閣門使、兼任澶州刺史，旋即又升調京師，任內客省使。

太平興國八年（983年）五月，滑州（今河南滑縣）房村黃河決口，黃水泛濫，淹沒澶、濮、曹、濟四州民田，毀壞官廳、民舍無數。朝廷調發士卒堵塞，命令郭守文全權負責此項工程。郭守文奉命治洪，塞其決口，他率兵堵塞決口，挖掘河道，退卻漫水，整治田渠，修筑衙舍，深受鄉民擁戴、朝廷嘉贊。久，遼國趁宋黃河決懸難之危，無暇顧及邊事，遂南下兵困雄州（今河北雄縣）。郭守文撤出河役，奉命率領數萬禁軍北上赴援。遼軍聞訊，解圍北撤，待郭守文兵至，遼軍早已逃走。

討伐黨項

雍熙二年（985年），詔令郭守文率兵屯守三交，不久加兼武州（今山西武寨）團練使。當時黨項既不服遼國，又不服北宋，邊警時起時息，西北邊陲被擾不斷。郭守文到任后，率兵討伐入侵諸夏部族，先敗夏州（今陜西橫山）鹽城鎮岌羅膩等十四個部族聯兵，殺敵數千人，俘獲上萬人，俘獲牲畜數以萬計。又打敗咩嵬族兵眾，把他們全部殺死。各少數民族部落非常恐懼，相繼來降。使銀州（今陜西米脂）、夏州、麟州（今陜西神木）三州的一百二十五個部族、一萬六千余戶紛紛內附北宋。西北因此稍稍安定。

兵敗降職

雍熙三年（986年）春，趙光義發動“雍熙北伐”。當時郭守文任幽州道行營前軍水陸都監。激戰中，郭守文策馬前沖，被遼軍流矢射中。為穩定軍心，他不動聲色，佯作無事，繼續督戰，軍中將士都佩服他的膽量。此次伐遼之戰，宋軍先勝后敗，損失慘重。郭守文亦因“違詔逗留退兵”之過，被降職為右屯衛大將軍。

復職去世

端拱元年（988年），郭守文官復原職。三個月后，升任宣徽北院使。又與田欽祚一同任北面排陣使，駐軍鎮州。又改任宣徽南院使、鎮州路都部署。又再次升任為北面行營都部署兼鎮定、高陽關兩路排陣使，一直充任國家北陲重要軍職。同年冬，遼軍乘秋膘馬壯，易于北軍作戰之地利、天時，大舉南侵。郭守文則防患于未然，以靜制動，以逸待勞，在唐河一帶（今河北唐縣、望都）重創遼軍，使之戰敗北遁。

端拱二年（989年）十月，郭守文去世，終年五十五歲。宋太宗深為痛惜，追贈侍中，賜謚號為忠武，追封譙王，派中使（宦官）護送，歸葬汴梁。

郭守文死后一個多月，中使從北方回朝，說道：“郭守文去世時，軍中軍士們都痛哭流涕。”趙光義詢問為何會這樣，中使回答說：“郭守文在職時把所得俸祿賞賜全部犒勞士卒，到他去世那天，家中沒有余財。”趙光義嘆息良久，賜郭守文家五百萬錢，并替第三子、襄王趙元侃（即宋真宗趙恒）娶郭守文之女為夫人，此女即后來的章穆皇后。