乾隆二十五年（1760）進士，授翰林院修撰，調任甘、陜等地為官。乾隆五十三年（1788），升任湖廣總督。與學者章學誠交往極深。 同年底，章學誠到武昌署投入他的幕下，他在武昌水陸街擇壹公館，出其私人藏書20萬卷，讓章學誠編書修誌。修成有《麻城通誌》、《湖北通誌》、《史籍考》等。他於經史、書畫、小學、金石、詩文、地理之學，無不貫通。為編撰《關中金石記》，搜羅秦中文獻1 500余種。家有“經訓堂”、“靈巖山館”，是藏書之所。編撰有《經訓堂書目》。輯刊《經訓堂叢書》，收書21種，是輯者註釋、校訂重要古籍的匯刻，由洪亮吉、孫星衍等***同校理，因名家所校，刻印質量高，被藏書家稱為善本收藏。其中《山海經》、《呂氏春秋》、《釋名疏證》等校本，尤為精善。其他如《長安誌》、《晉泰康三年地記》，流傳極少，是考證西北古史地所必備之書。刊刻圖書數種。藏書印有“畢沅審定”、“秋帆珍賞”、“經訓堂珍藏印”、“秋帆書畫圖章”、“畢沅鑒藏”、“畢沅壹字湘蘅”等。著有《傳經表》、《續資治通鑒》（二書多出自章學誠之手）、《山海經晉書地理書校註》、《西安省誌》、《關中勝跡圖記》、《關中中州山左金石諸記》、《靈巖山人詩文集》等。弟畢瀧，字澗飛，號竹癡，亦富於藏書，多宋元明人珍品，藏書印有“婁東畢瀧澗飛氏藏”、“畢瀧校定本”、“畢瀧真賞圖書”、“太倉畢氏靜逸庵圖記”等。