汪应辰幼年聪慧，被称为神童，他5岁即能读书，对对联不加思考，语惊众人。因家境贫寒，常从他人处借书，读书过目不忘。中状元时，年仅18岁。高宗在殿试时问以吏道、民力、兵事。汪应辰答以为治之要以至诚为本，“治道不在多言，顾力行何如耳。”“行有不得，皆反求诸己。吾（指皇帝）之一身即正，则天下心悦而诚服。若风草之必偃，自然之理也。”“得十人之心者，可以将十人，得百人之心者，可以将百人，得千万人之心者，可以将千万人。”“而天下之心亦未易服也，刑威不可得而制，权势不可得而胁，惟人主力为善，勤于进德，始足以服其心尔。”高宗读了他的殿试策，以为是个老成之士，唱名时见是个年轻人，非常惊诧，遂赐名应辰，授镇东军签判。召为秘书省正字后，因上疏忤怒秦桧，被贬谪长达十七年之久。汪应辰出仕后，曾拜张九成为师，张九成被贬，没人敢与之交往，只有汪应辰时常前往慰问。张九成的父亲去世时，汪应辰照样不远千里前往吊唁。
绍兴十七年，汪应辰通判袁州时，前宰相赵鼎被秦桧-至死。其家属扶丧经过袁州，一路之上没人敢出面相助。到了袁州，汪应辰则公然作文祭奠，又借给赵家兵卒，帮助赵鼎的儿子护丧。为此，他被指为赵鼎的死党，幸有胡寅发表了一封公开信，说汪应辰曾受知于赵鼎，写祭文表示悼念乃人之常情。秦桧见公论如此，方才罢手。
秦桧死后，朝廷召汪应辰为吏部郎官，迁右司，任秘书少监，迁权吏部尚书，权户部侍郎兼侍讲，任内裁减冗员，推崇节俭，并多次上疏言事，连乞补外。不久，以敷文阁直学士为四川制置使，知成都府，政绩卓著。几年后，入为吏部尚书兼翰林学士，因勇于任事，敢于兴利除弊而得罪权贵，以端明殿学士知平江府，仍屡遭-，遂以病为由，力请致仕。淳熙三年（1176），病逝于寓所，享年59岁，谥文定。
汪应辰待人温和，遇事有主见，为官刚毅，正直敢言，不避亲疏远近，好贤乐善。在翰苑二年，所撰制诰，温雅典实，人称其为“玉山先生”。
著有《文定集》二十四卷。