汪元量出生在一个琴而儒的大家庭中。年轻时，因精于弹琴作画、写诗填词，“以词章给事宫掖”，成为供奉内廷的琴师，侍谢太后(理宗之后)和王昭仪(度宗之嫔)，并与柴望(著有《秋堂集》)、马廷鸾(著有《碧梧玩芳集》)等有交往。
德祐二年(1276)宋廷降元，元世祖诏三宫北迁大都。汪元量以宫廷琴师身份随太皇太后北行，“杭州万里到幽州”，目睹了南宋奉表降元的悲惨一幕，也亲身经历了三宫北上、燕京生活，由此写下了《醉歌》、《越州歌》、《湖州歌》等具有强烈纪实性的诗史作品，以独特的视角记录宋元更替时期的真实事件，以补史书之不足。
文天祥兵败被执，囚于大都，汪元量曾屡至囚所探视。文天祥为汪元量集杜甫诗句，成《胡笳十八拍》，并为元量作品作序。汪元量写了《妾薄命呈文山道人》、《生挽文丞相》等诗，勉励文天祥尽节。在文天祥壮烈殉国后，他又作了《孚丘道人招魂歌》九首，形式模仿杜甫的《同谷七歌》，为文天祥招魂。
汪元量伴随三宫在北方生活了十三年，期间常出席元主举行的各种筵席，并以琴名于大都，受到元主的特别恩遇。他还授瀛国公赵显诗书，曾出仕翰林院，奉命降香。至元二十五年(1288)以后，太皇太后、王昭仪仙逝，十八岁的瀛国公赵显入吐蕃学佛法，其母全太后入正智寺为尼，他守候的宋室王族分崩离析，此时汪元量毅然决然地上书太祖请求南归，至元二十五年(1288)终得黄冠归，自号水云子。南归后，他组诗社，过潇湘，入蜀川，访旧友，后于钱塘筑“湖山隐处”，自称“野水闲云一钓蓑”。据传他行踪飘忽，被时人称为“神仙”，终老山水。