卢渊有祖父卢玄之风。袭固安侯爵,后降为伯爵。累加秘书监、本州大中正。
时北魏孝文帝将立冯氏为皇后,问卢渊的意见,卢渊反对,但冯氏仍被立为皇后。于是被外戚冯诞所恨。以平定泾州羌叛乱,兼任侍中。
他十四岁时曾到长安游历,返回时在渭北有饯送者五十余人给他送别。相师扶风人王逵说:“诸君皆不如此卢郎,后二十余年,当制命关右,愿不相忘。”果然二十多年后卢渊率军前往泾州平定羌人叛乱,王逵到军营请见,言叙平生。卢渊平乱后,以功兼侍中,守仪曹尚书。
南朝齐雍州刺史曹武假意投降北魏,孝文帝任命卢渊为使持节、安南将军,督前锋诸军,赶赴樊、邓受降。卢渊到达后,见曹武果是伪降,于是进攻赭阳,军败官爵被免。
后为徐州京兆王元愉的长史。元愉年少,王府诸事皆由卢渊决断。他以诚信待人,甚得徐州人和。景明二年(501年),在秘书监任内去世,年四十八,赠幽州刺史,恢复本爵固安伯。谥号懿。
最初,卢谌的父亲卢志师从钟繇的书法,世代相传,在世上有很好的名声。到卢邈以上,同时还善长草书。卢渊通晓家法,平城宫殿多为卢渊所题。白马郡公崔玄伯也善长书法,世代传授卫瓘体书法。北魏初年擅长书法的人物,首推清河崔氏、范阳卢氏二门。卢渊与仆射李冲格外友好。李冲重视卢渊家族的门风,而卢渊重视李冲为官的才能,所以两家结为姻亲,往来亲密。至于卢渊受到北魏孝文帝赏识,很大程度是因为李冲。卢渊有八个儿子。