伏寿，徐州琅邪郡东武县（今山东诸城）人，是西汉大司徒伏湛八世孙。她的父亲伏完是一位沉着器度大的人，他袭爵不其侯，并娶了汉桓帝的女阳安公主刘华，为侍中。
在公元190年（初平元年），董卓挟持汉献帝到长安，伏寿跟随她进入掖庭成为贵人。在公元195年（兴平二年），她被立为皇后，而她的父亲伏完则任执金吾。当时汉献帝只有14岁，而伏寿15岁，他们相差一岁。
不久，汉献帝东归，但遭遇李傕、郭汜等人的追击，在曹阳被打败。汉献帝在夜晚偷渡黄河到山西境，与六宫妃嫔步行出营跟随。伏皇后手持细绢数匹，董承叫符节令孙徽持快刀威胁夺下，她杀掉左右侍者，有血液飞溅到她的衣上。最终他们来到了安邑，那里的环境非常艰苦，以枣栗为粮。
之后，她参与了谋诛曹操的计划。在196年（建安元年），她让她的父亲伏完担任辅国将军，但很快他就意识到政权全在曹操手中，因此把印绶缴上，只当中散大夫，不久改任屯骑校尉。
随着献帝迁都许昌，徒然守着虚位，没有一个人不是曹操的旧党羽和姻亲密戚。她曾经提议过一个计策给赵彦，但赵彦最终因为这个计策而被杀。这导致内外都不再有任何人能够忠心于献帝，只剩下那些与曹操有联系的人。
有一次，当曹操见到献帝时，献帝极端愤怒，说：“如果你能帮助我，我会希望你对我优厚；否则，请恩爱相加抛弃我。”这使得曹操深受震撼，从此以后，他也不敢再像以前那样朝见献帝了。
当董承的女儿作为贵人时，她也受到相同命运，最终是被杀害。而且，因为这件事，一直以来心怀恐惧的地望性情使她写信给父亲，要他秘密地铲除曹操作乱。但是，这个计划并没有成功，其子继嗣后不久也死去。
最终，在214年的某个时候，她的事迹败露，被迫退居其他馆舍，最终因罪受罚而死。她留下的两个孩子也以毒酒毒死，而整个家族几乎都遭到了灭族之灾。在历史上的评价方面，有学者认为她的聪慧仁明，对内外事务都颇有贡献。不过，也有人批评说尽管如此，她却不能逃脱政治斗争中的悲剧结局。