韦巨源出身关中士族
京兆韦氏郧公房，祖父
韦匡伯初仕北周，袭爵郧国公，入隋后，改封舒国公。韦巨源早年以门荫入仕，在
武周时期，历任
司宾少卿、
司府卿、
文昌右丞。
长寿二年九月辛丑（693年8月20日），韦巨源以文昌右丞之职拜相，被授
同凤阁鸾台平章事。当时，内史
李昭德独揽朝政。韦巨源与
豆卢钦望、
陆元方、
苏味道、
杜景俭虽同为宰相，但都依附李昭德，不敢纠正他的过失。
神龙元年（705年），唐中宗
李显复位，韦巨源工部尚书，封同安
县子。随后又任
吏部尚书、
同中书门下三品，进封郇
县伯。之后因从叔
韦安石拜相，韦巨源避亲罢知政事。改任
侍中、
中书令，进封舒国公，附入韦皇后三等亲，成为韦皇后的兄弟，编入属籍。
景龙二年（708年），传言韦皇后衣笥裙上有五色云，是吉兆，韦巨源请公布天下，李显听从并大赦。当时星坠如雷、野雉同叫之类的凶兆，韦巨源却不说。韦巨源见李显昏惑，便与左卫将军同中书门下三品
宗楚客、吏部尚书同平章事
郑愔、谏议大夫赵延禧等传播妖言祥瑞，秘密引导韦皇后效法武则天。
景龙三年（709年），韦巨源任
尚书左仆射，依旧知政事。不久，又任
尚书令、
同中书门下三品，仍旧监修国史。当时朝廷因时将在长安南郊的天坛（
圜丘遗址）进行祭祀，韦巨源受韦皇后之意，协同国子祭酒
祝钦明提议让韦皇后参与祭祀，并让韦皇后为亚献，韦巨源为终献，大臣女为斋娘，李显同意。
唐隆元年六月庚子（710年7月21日），临淄王
李隆基和
太平公主发动政变，杀
韦皇后、
安乐公主。消息传出后，韦巨源家人建议其躲避。韦巨源答：“我是大臣，有难岂能不赴？”出门到都城
长安的街道，被乱兵所杀，时年八十岁。
景云元年六月甲辰（710年7月25日），李隆基拥其父亲，曾为皇帝的相王
李旦复辟，即
唐睿宗。李旦追赠韦巨源
特进、荆州大都督。太常博士李处直建议谥韦巨源为“昭”，户部员外郎
李邕反对，说：“武三思引荐他为宰相，韦皇后以他为亲属。无功受封，无德受禄。他诽谤同族
韦安石，却阿附外人
宗楚客。谥号‘昭’是不合适的。”李处直仍坚持建议谥号为“昭”，李邕再次上表反对，但睿宗李旦仍然谥韦巨源为“昭”。
韦巨源与韦皇后同出京兆韦氏，为让韦皇后临朝执政，做出了很多努力。任职宰相时，韦巨源大量任用韦氏家族成员，均占据要职。又传播祥瑞鼓动
唐中宗宣告天下，为韦后执政掌权制造舆论。在朝廷祭祀时，韦巨源成功说服唐中宗，让韦皇后参与祭祀，并担任为
亚献。
赵莹、
刘昫等《
旧唐书》：“元忠、安石、巨源、至忠、彦昭等行非纯一，识昧存亡，徇利贪荣，有始无卒，不得其死，宜哉！”
根据《新唐书·宰相世系表》记载，韦巨源出身于
京兆韦氏东眷郧公房，是西汉名相
韦贤、
韦玄成父子的后裔。韦玄成八世孙韦穆，子孙号为东眷韦氏。韦穆八世孙
韦叔裕（
韦孝宽），仕北周，封郧国公，故房支号为郧公房。韦孝宽次子
韦总，官至京兆尹。韦巨源是韦总曾孙。