根据《三国志》记载：华佗早年曾在徐州地区漫游求学，通晓几种经书。
沛国相陈珪推荐他为孝廉，太尉黄琬征召他任职，他都不就任。
华佗又精通医方药物，他治病时，配制汤药不过用几味药，心里掌握着药物的分量、比例，用不着再称量，把药煮热，就让病人服饮，同时告诉服药的禁忌或注意事项，等到华佗一离开，病人也就好了。
华佗只愿作一个平凡的民间医生，以自己的医术来解除病人的痛苦，可见其淡于功名利禄。他乐于接近群众，早年时足迹就遍及河南、江苏、山东、安徽等地。
在华佗多年的医疗实践中，非常善于区分不同病情和脏腑病位，对症施治。一日，有军吏二人，俱身热头痛，症状相同，但华佗的处方，却大不一样，一用发汗药，一用泻下药，二人颇感奇怪，但服药后均告痊愈。原来华佗诊视后，已知一为表证，用发汗法可解；一为里热证，非泻下难于为治。
华先生治府吏倪寻，头痛身热，则下之，以其外实也。治李延头痛身热，则汗之，以其内实也。
盖得外实忌表、内实忌下之秘也。又按内实则湿火上冲，犹地气之郁，正待四散也。外实则积垢中留，犹山闲之水，正待下行也。其患头痛身热同，而治法异者，虽得之仙秘，实本天地之道也。余屡试之，果屡见效。
又有督邮顿某，就医后自觉病已痊愈，但华佗经切脉却告诫说：“君疾虽愈，但元气未复，当静养以待完全康复，切忌房事，不然，将有性命之虑。”（其实督邮在当时是一个官职，并不是指的一个人的名字）
其时，顿妻闻知夫病已经痊愈，便从百里外赶来看望。当夜，顿某未能慎戒房事，三日后果病发身亡。
另一患者徐某，因病卧床，华佗前往探视，徐说：“自昨天请医针刺胃管后，便咳嗽不止，心烦而不得安卧。
华佗诊察后，说：“误矣，针刺未及胃管，误中肝脏，若日后饮食渐少，五日后恐不测。”后果如所言而亡。
某郡守患疑难症，百医无效，其子来请华佗，陈述病情，苦求救治。华佗来到病人居室，问讯中言语轻慢，态度狂傲，索酬甚巨，却不予治疗而去，还留书谩骂。
郡守原已强忍再三，至此大怒，派人追杀，踪迹全无。愤怒之下，吐黑血数升，沉疴顿愈。原来这是华佗使用的一种心理疗法，利用喜、怒、优、思等情志活动调理机体，以愈其疾。
华佗曾经替广陵太守陈登治病，当时陈登面色赤红心情烦躁，有下属说华佗在这个地方，后来他就命人去请华佗，为他诊治。
华佗先请他准备了十几个脸盆，然后为他诊治结果陈登吐出了几十盆的红头的虫子，为他开了药，说陈登是吃鱼得的这个病，告诉他这个病三年后还会复发，到时候再向他要这种药，这个病就可以根治了。
并且临走告诉了他（华佗家）的地址，那年陈登36岁，结果陈登果然三年后旧病复发，并派人依照地址寻找，可是华佗的药童告诉陈登的使者说华佗上山采药还没回来也不知道他什么时候能回来，结果陈登39岁时就是因为这个病去世的。
其实华佗的医术是很好的，只是那个广陵太守运气不好，没能等到他采药回来，这是华佗医治的所有病人的唯一的一个例外。（依据见《三国志·陈登传》）。
在周泰受重伤时，华佗医好他，所以后来有人向曹操推荐华佗时就说：“江东医周泰者乎？”
华佗本是士人，一身书生风骨。数度婉拒为官的荐举，宁愿手捏金箍铃，在疾苦的民间奔走。行医客旅中，起死回生无数。
他看病不受症状表象所惑，他用药精简，深谙身心交互为用。他并不滥用药物。他重视预防保健，“治人于未病”，观察自然生态，教人调息生命和谐。但对于病入膏肓的患者，则不加针药，坦然相告。
华佗对民间治疗经验十分重视，常吸取后加以提炼，以治疗一些常见病。
当时黄疸病流传较广，他花了三年时间对茵陈蒿的药效作了反复试验，决定用春三月的茵陈蒿嫩叶施治，救治了许多病人。
民间因此而流传一首歌谣：“三月茵陈四月蒿，传于后世切记牢，三月茵陈能治病，五月六月当柴烧”。
华佗还以温汤热敷，治疗蝎子螫痛，用青苔炼膏，治疗马蜂螫后的肿痛；用蒜亩大酢治虫病；用紫苏治食鱼蟹中毒；用白前治咳嗽；用黄精补虚劳。如此等等，既简便易行，又收效神速。
府中官吏倪寻、李延同时来就诊，都是头痛发烧，病痛的症状正相同。华佗却说：“倪寻应该把病邪泻下来，李延应当发汗驱病。”
有人对这两种不同疗法提出疑问。华佗回答说：“倪寻是外实症，李延是内实症，所以治疗他们也应当用不同的方法。”说完，马上分别给两人服药，等第二天一早两人一同病好起来了。
华佗的绝技，大都像这些。然而他本是读书人，却以医术为业，心中常感懊悔（中国封建社会中医生属于“方技”，被视为“贱业”）。
。后来曹操亲自处理国事，得病（头风）沉重，让华佗专门为他治疗。华佗说：“这病在短期之内很难治好，即便是长期治疗也只能延长寿命。”
华佗因为离开家太久想回去，于是说：”收到一封家书，暂时回去一趟。“
到家之后，就说妻子病了，多次请求延长假期而不返。之后曹操三番五次写信让华佗回来，又下诏令郡县征发遣送，华佗自持有才能，厌恶为人役使以求食，仍然不上路。
曹操很生气，便派人去查看；如果他妻子真的病了，便赐小豆四千升，放宽假期期限；如果欺骗，就逮捕押送。结果华佗撒谎，于是用传车把华佗递解交付许昌监狱，经审讯验实，华佗供认服罪（汉律：1欺君之罪；2不从征罪）。
荀彧向曹操求情说：“华佗的医术确实高明，关系着人的生命，应该包涵宽容他。”
曹操说：“不用担忧，天下就没有这种无能鼠辈吗？”终于把华佗在狱中拷问致死。
华佗临死前，拿出一卷医书给狱吏，说：“这书可以用来救活人。”狱吏害怕触犯法律不敢接受，华佗只好忍痛，讨取火来把书烧掉了。
华佗死了以后，曹操头痛病没有好。曹操说：“华佗能治好这种病。这小子有意留着我的病，不加根治，想用这办法来使自己显得重要。
可是我不杀掉这小子，他也终究不会替我断掉这病根的。”等到后来他的爱子曹冲病危，曹操才感叹说：“我后悔杀了华佗，使这个儿子活活地死去了。”
华佗善于应用心理疗法治病，有一郡守得了重病，华佗去看他。
郡守让华佗为他诊治，华佗对郡守的儿子说：”你父亲的病和一般的病不同，有淤血在他的腹中，应激怒他让他把淤血吐出来，这样就能治好他的病，不然就没命了。
你能把你父亲平时所做过的错事都告诉我吗？我传信斥责他。”
郡守的儿子说：”如果能治好父亲的病，有什么不能说的？”于是，他把父亲长期以来所做不合常理的事情，全都告诉了华佗。华佗写了一封痛斥郡守的信留下，郡守看信后，大怒，派捕吏捉拿华佗，没捉到，郡守盛怒之下，吐出一升多黑血，他的病就好了。