齐映在大历四年(769年)参加科举，以状元及第 ，又参加吏部科目选，考中博学宏词科，被授为河南府参军。后被滑亳节度使令狐彰征辟为幕府掌书记，累授监察御史。
大历八年(773年)，令狐彰病重，命齐映草拟遗表，与他共商后事。齐映趁机说服令狐彰，让他将儿子令狐建送入京城，并请朝廷另委节度使。是年二月，令狐彰去世。滑亳镇因拥立令狐建不果，发生兵变。齐映逃归洛阳。大历十年(775年)，马燧出任河阳三城节度使。齐映被马燧征辟为幕府判官，加授殿中侍御史。 建中三年(782年)，齐映得到宰相卢杞的举荐，被任命为刑部员外郎。是年四月，宰相张镒出任凤翔节度使。齐映又进入张镒幕府，担任节度判官。他能言善辩，通晓军事，不久便升任凤翔行军司马，兼领御史中丞。
建中四年(783年)，泾原镇士卒在长安哗变，唐德宗逃奔奉天(治今陕西乾县)，史称泾原兵变。凤翔将领李楚琳欲趁机作乱。齐映与同僚齐抗察觉有变，建议张镒早日诛除李楚琳。但张镒却不肯听从，还故示宽大，让李楚琳带兵驻守在外。李楚琳见阴谋败露，连夜发动兵变，杀死张镒，响应叛军。齐映得军士指路，逃出凤翔。他奔赴奉天，被授为御史中丞。兴元元年(784年)，唐德宗转奔梁州(治今陕西汉中)。齐映被委任为沿路置顿使，负责沿途的食宿事务，抵达梁州后又被拜为给事中。是年七月，官军勘平叛乱。齐映扈驾回京，沿途常随侍于德宗左右，有时还充作御驾前导。每当抵达州镇城邑时，唐德宗都会让齐映入城宣读朝廷诏令。不久，齐映改任中书舍人。贞元二年(786年)，齐映与左散骑常侍刘滋、给事中崔造一同升任宰相，担任中书舍人、同平章事，后改任中书侍郎，封河间县男。不久，唐德宗命宰相分管六部事务，由齐映掌兵部。当时，左仆射张延赏常插手政务，又为亲属谋求官职，但都遭到齐映的拒绝。他怀恨在心，常对德宗表示齐映没有宰相之才。唐德宗遂有意免去齐映的宰相之职。
贞元三年(787年)，齐映罢相，外放为夔州刺史，后改任衡州刺史。贞元七年(791年)，齐映升任桂管观察使，加授御史中丞。贞元八年(792年)，齐映又改任洪州刺史、江西观察使。他大肆聚敛搜刮，向皇帝进献大批金银器物，希望能再次入朝为相，但始终未能如愿。
贞元十一年(795年)七月，齐映病逝，时年四十八岁，追赠礼部尚书，谥号为忠(《唐会要》作恭懿)。