乾隆四十六年(1781)进士，选庶吉士，任翰林院编修。大考三等，乾隆帝以曹振镛为户部尚书曹文埴的儿子，才能可用，特擢侍讲。累迁侍读学士。

　　嘉庆三年（1798），大考二等，迁少詹事。父忧归，服阕，授通政使。历内阁学士、工部侍郎、吏部侍郎。嘉庆十一年（1806），升工部尚书。奉命撰《高宗实录》，书成，加太子少保，调任户部尚书，兼翰林院掌院学士。嘉庆十八年（1813）九月，调吏部尚书、协办大学士；随又升体仁阁大学士，兼工部尚书。嘉庆二十五年（1820），嘉庆帝驾崩，枢臣撰遗诏，称乾隆帝诞生于避暑山庄，编修刘凤诰知其误，告知曹振镛，曹振镛召对陈之，道光帝怒，谴罢枢臣，任命曹振镛军机大臣。

　　道光元年（1820），晋太子太傅、武英殿大学士。道光三年（1822）万寿节，道光帝赐宴十五老臣，曹振镛年齿居末，特命与宴绘像。道光四年（1823），充上书房总师傅。道光六年（1825），入值南书房。道光七年（1826），回疆平，晋太子太师。道光八年（1827），张格尔就擒，晋太傅，赐紫缰，图形紫光阁，列功臣中。曹振镛具疏固辞，诏凡军机大臣别绘一图，以遂让功之心，而彰辅弼之效。御制赞曰：“亲政之始，先进正人。密勿之地，心腹之臣。问学渊博，献替精醇。克勤克慎，首掌丝纶。”亲书以赐之。道光十一年（1830），以万寿庆典赐双眼花翎。

　　道光十五年（1834）卒，享年81岁，道光帝亲临吊丧，下诏褒恤，赐谥文正，入祀贤良祠。擢次子曹恩濙为四品卿。

　　曹振镛作为魏武帝（曹操）嫡脉后裔，是新安曹氏的杰出代表，从政时间长达53年。他一生经历乾隆、嘉庆、道光三朝，在乾隆46年（公元1782年），27岁的曹振镛考取进士，入选庶吉士，是青年后备干部；到了嘉庆朝，他得到重用，任吏部尚书、体仁阁大学士，兼管工部，进入内阁；到了道光朝，他再升一级，任武英殿大学士，成为道光的心腹之臣，曾代理皇帝事务三个月。他的仕途如一马平川，一江春水，步步高升，无灾无难，年届80岁才退休，当官长达52年，清代官宦岁月之长几乎无人能超过曹振镛。

　　有不少人说身为乾隆、嘉庆、道光三朝宰相的曹振镛一生唯唯诺诺，小心谨慎，“多磕头、少说话、”。这种说法过于尖酸刻薄，也不符合实际情况。曹振镛作为首席军机大臣，从政52年的京官，政绩颇多，他没有贪污受贿的记录，能做到这一条就很难得；他一生小心谨慎、言行得体，“克勤克慎”，52年没有大的过失，可见官宦文化修炼之深。道光七年，清廷平定新疆张格尔叛乱并活捉张格尔回北京，这是道光朝平定叛乱势力的一次重大胜利，曹振镛作为决策人员赞襄有功，支持有力，是功臣之一。道光帝为他写下这样一段赞语：“亲政之始，先进正人。密勿之地，心腹之臣。问学渊博，献替精醇。克勤克慎，首掌丝纶。”评价实在不低。

　　曹振镛三次当学政，主持乡试、会试各四次，都能尽心尽力；阅评考卷能守法遵纪，不淹没博学有才之士；对到金殿面试的考生，必预先一一校阅考卷，工作一丝不苟，不出差错。曹振镛是盐商子弟，祖上以盐业起家，有一批亲属是扬州盐商，世代享有特权，是曹氏家族的命根子。两江总督陶澍提出盐政改革，取消商盐垄断权，实行凡纳税皆可贩盐的盐票法。这一改革严重损害盐商利益，也损害曹振镛亲属的利益，亲属叫苦不迭，纷纷投诉到曹振镛，曹振镛说：“焉有饿死之宰相家？”一笑了之。他能把祖传利益、家族利益撇在一边，支持盐政改革，是识大度开明的。

　　嘉庆皇帝出巡，曹振镛以宰相身份留守京城处理政务，代君三月，歙县民间至今能听到“宰相朝朝有，代君三月无”这句俗谚。“四世一品坊”屹立在歙县雄村村首曹氏宗祠前，是一座三间三楼，四柱冲天式功名牌坊。为乾隆褒奖户部尚书曹文埴祖孙四代而敕建的，也是曹府新厅之门坊。实则如列入曹振镛在内作为魏武帝（曹操）后裔嫡脉的新安曹氏即是中国历史上真正绝无仅有的五世一品。特别是曹文埴、曹振镛父子，从清乾隆二十五年(1760)到道光十五年(1835)，历三代皇帝。把持朝政75年，乾嘉王朝几乎有大半历史都在他们父子的影响之下。

　　曹振镛门生较著名者有潘世恩、林则徐等人。