姚广孝先是师从径山寺愚庵智及，进修禅学，深得佛法，后又与灵应观道士席应珍结为忘年交，在交往过程中吸收道家之长，丰富了自己的学识。他涉猎广泛，对儒、道乃至兵家之学都颇感兴趣，还与王宾、高启等诗文名家交情深厚。
洪武十五年（1382 年）八月，马皇后逝世，朱元璋亲选姚广孝住持北平庆寿寺，并令其跟从侍奉燕王朱棣。建文帝朱允炆继位后，推行逐次削藩之策，姚广孝鼓动燕王朱棣起兵夺位。朱棣依照他的谋划，暗中挑选兵将和智谋之士，姚广孝则在燕王府地下建造隔声暗室，在地上蓄养家禽以掩盖府内动静，并带领将士在燕王府后院练兵、地下暗室铸造兵器。
建文元年（1399 年）七月七日，朱棣见屋檐瓦片被吹至地上，脸色大变，姚广孝称此为吉兆，有飞龙在天之意，消除了朱棣的顾虑，使其决意发动“靖难之役”。同年十月，朱棣率兵进攻大宁，姚广孝留守北平辅佐朱棣长子朱高炽。
北平被围时，他安抚兵民，加强守御，击退朝廷进犯。建文二年，燕军东昌之战战败，姚广孝借预言稳定军心。之后因兵力有限，燕军难以长期驻守攻下的城邑，当得知“京师空虚，燕军可直捣京师”的情报后，姚广孝改变战略，请求朱棣举兵南进，朱棣接受建议并于次年六月十三日成功攻下南京，建文朝廷彻底崩溃。
朱棣登基后，姚广孝受到重用。永乐二年（1404 年）四月，他接受太子少师官职，辅导太子朱高炽、皇长孙朱瞻基。之后受命监修《明太祖实录》，又动员两千余人参与纂修《永乐大典》。
编纂《永乐大典》初设在北京的文渊阁。汇聚了当时天下最顶尖的学者和文人，他们来自五湖四海，投身于编纂《永乐大典》，主要还是依靠人工用毛笔书写完成的，并未大规模使用印刷术。
据相关记载，朱棣决心修一部巨着彰显国威，造福万代。宗旨是“凡书契以来经史子集百家之书，至于天文、地志、阴阳、医卜、僧道、技艺之言，备辑为一书”。