高季辅年轻时勤奋好学，精通武艺，以孝母闻名。武德元年（618年），汲县（今河南卫辉）百姓作乱，响应叛军。高季辅的兄长高元道时任汲县县令，也在叛乱中遇害。他率众出城，手刃仇人，将其首级祭于兄长墓前。不久，高季辅也加入起义军，纠集数千人，后与李厚德一同投降唐朝，被授为陟州总管府户曹参军。 

唐太宗继位后，高季辅被擢拜为监察御史。他弹劾大臣，不畏权贵，后升为中书舍人。 

贞观八年（634年），唐太宗命近臣评论时政得失。高季辅提出五条建议：

提拔、重用正直清廉的官员。

减少对百姓的徭役。

抑制公侯勋戚的奢靡之风。

提高地方官员的薪俸待遇。

提高皇弟在皇子面前的威严。

唐太宗看罢奏疏，深以为然。 

贞观十七年（643年），唐太宗改立晋王李治为皇太子，高季辅被授为太子右庶子。 

贞观十八年（644年），高季辅又加银青光禄大夫，并兼任吏部侍郎。他主持铨叙，以允当著称。唐太宗特意赏赐他一面金背镜，以表彰他的清鉴。 

贞观十九年（645年），唐太宗东征高句丽，留皇太子李治在定州监国，并命高季辅与高士廉、刘洎、马周、张行成等人一同执掌机要政务，辅佐太子。 

贞观二十三年（649年），唐太宗去世，高季辅与张行成在太极殿拥戴太子李治继位，是为唐高宗。 高季辅被任命为中书令，兼检校吏部尚书、监修国史，并封蓚县公。 

永徽二年（651年），高季辅改任光禄大夫、侍中。永徽三年（652年），唐高宗立陈王李忠为皇太子，命高季辅兼任太子少保。 

永徽四年（653年），高季辅因风疾卧病在家。唐高宗命其兄宗正少卿高季通前去探病，并经常派宦官前去观察他的进食情况。同年十二月（654年1月），高季辅病逝，时年五十八岁。唐高宗废朝三日，追赠他为开府仪同三司、荆州都督，赐谥号为宪。