长孙晟，字季晟，河南洛阳人。本姓拓跋，与北魏皇室拓跋氏源自一脉，其曾祖长孙稚为北魏太师、上党王，父长孙兕为北周高官，开府仪同三司。
北周尚武，长孙晟勇武过人，冠绝于世。史书记载，“性通敏，略涉书记，善弹工射，趫捷过人”，隋国公杨坚的重视，赞曰：“长孙郎武艺逸群，适与其言，又多奇略。后之名将，非此子邪？”
580年，北周与突厥汗国和亲，长孙晟作为副使随行，其勇武、骑射引起了突厥摄图可汗的赏识。一日，长孙晟跟随摄图可汗外出打猎，看到两只雕在空中争斗，摄图可汗给长孙晟两支箭，让他射杀两只大雕。长孙晟“弯弓驰往，遇雕相攫，遂一发而双贯焉”，仅用一箭就射中了两只大雕，留下了“一箭双雕”的佳话。摄图可汗非常高兴，居然让突厥的贵族子弟向长孙晟学习箭术。
长孙晟在突厥滞留一年多的时间，详细了解突厥的内部情况，“因察山川形势，部众强弱，皆尽知之”。回国后，长孙晟将这些情报尽告杨坚，遂得重用。
581年，杨坚夺北周皇位，摄图可汗大怒，集各部兵马，大举入侵隋朝。长孙晟切陈，突厥各首领“各统强兵，俱号可汗，分居四面，内怀猜忌，外示和同”，向隋文帝献策，采用离间计“今宜远交而近攻，离强而合弱，通使玷厥，说合阿波，则摄图回兵，自防右地。又引处罗，遣连奚、霫，则摄图分众，还备左方。首尾猜嫌，腹心离阻，十数年后，承衅讨之，必可一举而空其国矣。”长孙晟“口陈形势，手画山川，写其虚实”，为隋文帝详细解读突厥方面的情况。隋文帝立即采纳长孙晟的策略。封车骑将军，带着大量金钱，去结好契丹、奚等部族，并在处罗侯处，广布心腹，诱其内附。583年，在长孙晟的努力之下，突厥汗国纵横万里，兵甲百万，终分为东、西两部，并且向隋朝称臣。隋朝彻底解除北方边患，翻身成为大国，兵威达于漠北。
长孙晟膝下一子一女，其女嫁给唐太宗的长孙皇后，后世人称第一贤后。也就是唐太宗的妻子。其子长孙无忌，凌烟阁功臣中排名第一。专宠三朝。助高宗，拓疆域达万里，亚洲尽半内附于大唐。