伏湛字惠公，他是琅琊东武人。伏湛生性孝顺友爱，年轻时继承父亲的学业，教授几百人，成帝时，靠父亲的功绩做博士弟子，五次升迁后，到王莽时做绣衣执法，受命督察大奸， 升任后队属正。刘玄登位，任用他做平原太守。当时突然兵乱兴起，天下惊慌騷动，而伏湛独自很安逸，教学不停止。他对妻子儿女说：“如果一季粮食没有收成，国君吃不下饭； 如今百姓都饿，怎么能独自饱餐呢?”于是大家一道吃粗粮，把俸禄全分送乡邻，来他家作客的一百多家。当时他家有个管事的一向有力气，商量想为伏湛起兵，伏湛恨他蛊惑大家， 立即抓住杀了他，把人头在城中示众，来晓谕百姓，从此官民信任并归向他，郡内得以安定．平原一郡，是伏湛保全的。

光武帝登位，知道伏湛是名儒老臣，想让他主管机要，召拜尚书，派他主管制定旧有制度．当时大司徒邓禹西征关中，光武帝认为伏湛才能胜任宰相，拜任他做司直，行大司徒亊。光武帝车驾每每出外征战，他常留京镇守，总管各部门，建武三年，终于代替邓禹做大司徒， 封阳都侯。

当时彭宠在渔阳反叛，光武帝想亲自征讨他，伏湛上疏劝说道：“如今京城空虚，费用不足，没有能使近处降服却先对付边塞之外；况且渔阳的地方，紧挨北狄，狡猾的敌人受困逼，必定求助北狄的帮助。另外现在所经过的县镇，尤其穷困种田的人家，大多在城市，听说官兵要来，应当已经把粮食收藏好了。大部队远行二千多里，人马疲劳，运粮艰难。现在兖州、豫州、青州、翼州，是中原的城市，但盗賊横行，没有来得及听从教化。渔阳以东， 本是边塞，土地连接塞外敌人，赋税很少。平安的年代，尚且依靠内地郡县，何况现在荒芜消耗，哪值得先图谋攻取?而陛下舍近求远，避易就难，四方惊疑奇怪，百姓害怕，这的确是臣感到疑惑的。还是希望陛下向远处观察文王重视用兵广泛谋划，往近处考虑征伐前后的事宜，询问有关官吏，让他们献出全部计策，采纳其中好的，由陛下来考虑选择，以中原的利益为忧念。”光武帝看了他的奏章，终于没有亲自出征。

当时贼人徐异卿等一万多人占据富平，连续攻打他不投降，只说：“愿意向司徒伏公投降。”光武帝知道伏湛被青州、徐州人信服，派他到平原，徐异卿等人当天归降，被护送去洛阳．

这年冬天，光武帝车驾征伐张步，留伏湛镇守京城。当时在高庙举行蒸祭，而河南尹、 司隶校尉在庙中争论，伏湛没有报告光武帝，坐罪被免官。六年，改封不其侯，食邑三千六百户，派他去封地。

建武十三年夏，朝廷征召伏湛，光武帝命令尚书选拜官的日子，还没来得及到任，因为皇上宴会召见时他中暑，病重去世。赐给棺材，光武帝亲临吊唁祭莫，派使者送葬修坟。