牛弘尚在襁褓之中时，有相士见了他，对他父亲说：“这个小孩日后当会富贵，好好养他。”他长大后，长满胡须，容貌魁伟，生新宽容，好学博闻。在北周时，开始任中外府记室、内史上士。不久转任纳言上士，专管文牍，很有美名。迁为威烈将军、员外散骑侍郎，修《起居注》。后来袭封临泾公。宣政元年(578年)，转任内史下大夫，升任使持节、大将军、仪同三司。
主修礼乐
隋朝开皇初年，升任散骑常侍、秘书监。牛弘因文献典籍散失，上表朝廷，请求开民间献书之路。隋文帝采纳了他的意见，于是下诏，献书一卷，赏缣一匹，一、二年间，文献稍稍齐备。牛弘晋爵为奇章郡公，食邑一千五百户。开皇三年(583年)，授礼部尚书，奉命修撰《五礼》，写成百卷，通行于当代。牛弘请求按古代规矩修建明堂。隋文帝因国家刚刚草创，无暇制作，最后没接受他的建议。 开皇六年(586年)，牛弘任太常卿。
开皇九年(589年)，隋文帝下诏改定雅乐，又作乐府歌词，撰定圆丘五帝凯乐，并议音乐之事。 牛弘提出建议，请求十一月以黄钟为宫，十三月以太簇为宫，隋文帝说：“不必作旋相为宫。暂且作黄钟一均。”
牛弘又呈上建议，请求正定新乐。隋文帝认为他的建议很好，下诏牛弘，让他与姚察、许善心、何妥、虞世基等人一起，正定新乐，这事记载在《音律志》里头。这以后议论修建明堂事，皇上诏令牛弘一条一条地呈上历史故事，议论明堂兴废的得失。隋文帝非常敬重他。
众人钦佩
当时杨素凭着才气和富贵看不起人，轻侮大臣，只有看见牛弘，没有哪回不肃然起敬的。杨素将要进攻突厥，到太常与牛弘话别。牛弘送杨素到中门，就停下了。杨素对牛弘说：“大将出征，所以来话别，为什么相送如此近呢?”牛弘拱拱手，就退回去了。杨素笑笑说：“奇章公可说是其智可及，其愚不可及。”也不把这事放在心上。不久隋文帝授牛弘大将军、吏部尚书。 [6]
当时隋文帝又令牛弘和杨素、苏威、薛道衡、许善心、虞世基、崔子发等人一起，召集各位儒生，讨论新法中杀人刑法的轻重。牛弘所提出的见解，众人都很佩服。
仁寿二年(602年)，独孤皇后去世，自三公以下的大臣都不能决定安葬皇后的仪礼。杨素对牛弘说：“您是老学者，时人都很仰慕，今天的事，就要请您决定了。”牛弘一点都不推让，一会儿，仪礼都安排好了，而且都有根有据。
杨素感叹道：“士族的礼乐制度都在牛公这里了，这不是我们所能赶得上的呀!”牛弘因为三年的守丧期，大祥、小祥祭礼的举行在时间和规格上都有所缩减，服丧十一个月便举行小祥之祭，无前例可循，把这告诉高祖，高祖采纳了他的意见。下诏确定服丧之礼，是从牛弘开始的。
牛弘在吏部，选举人才时，先看德行，后看文才，务在审慎。虽然选人稍缓，但他所进用的人，大多称职。吏部侍郎高孝基，善鉴赏，很机敏，清廉、谨慎无与轮比，但他爽俊有余，形迹似嫌轻薄，当时执政多因此而怀疑他。只有牛弘深知其真才，推心委任。隋代的选举到这时才最公允。当时人们更加佩服牛弘见识的远大。
杨广亲重
杨广为东宫太子时，几次给牛弘赠送诗书，牛弘也有诗书回答。到杨广继位后，曾赐牛弘诗道：“晋家山吏部，魏世卢尚书。莫言先哲异，奇才并佐余。学行敦时俗，道素乃冲虚。纳言云阁上，礼仪皇运初。彝轮欣有叙，垂拱事端居。”一起被赐诗的，至于文词的赞扬，没有赐牛弘的诗这么美的。大业二年(606年)，升任上大将军。
大业三年(607年)，改任右光禄大夫。随同杨广拜谒恒岳，坛场王圭币、土单..牲牢，都由牛弘决定。后下太行山，杨广曾把牛弘引到内帐里，赐他与萧皇后一起同桌饮食。他所受到的礼遇亲重就到了如此地步。
牛弘对他的儿子们说：“我受到了非常的待遇，承受大恩。你们这些子孙，应以诚实、敬职自立，以报答朝廷的大恩。”大业六年(610年)，随同隋炀帝巡幸江都，这年十一月，在江都郡去世，时年六十六岁。杨广伤悼痛惜不已，赠予甚多。归葬安定，追赠他为开府仪同三司、光禄大夫、文安侯，谥号叫“宪”。
历史评价
《隋书》：牛弘笃好坟籍，学优而仕，有淡雅之风，怀旷远之度，采百王之损益，成一代之典章，汉之叔孙，不能尚也。绸缪省闼，三十余年，夷险不渝，始终无际。虽开物成务，非其所长，然澄之不清，混之不浊，可谓大雅君子矣。子实不才，崇基不构，干纪犯义，以坠家风，惜哉! 叶适：牛弘浅而不俗，柔而不弱，治世之中品耳。
若言“书五厄”，则前葢未有能为此论也。然史谓大业之世，委遇弥隆，隋室旧臣，始终信任，悔吝不及，唯弘一人。而其死在大业三年，使其少复延永，未知与苏威出处如何?士固有幸不幸，未可随事为定论也。 徐钧：色牛可怒理都然，三问何如一忍贤。底事妇言坚不听，为忧伤我弟兄天。
