此后在岳丈的支持下，公孙瓒得以拜入经学家卢植与名臣刘宽门下继续学习，并结识刘备、刘德然、傅燮等人，后任上计吏。

公孙瓒曾在太守刘其（一作刘基）下任御车。

在刘其因事获罪被发配交州日南（今越南广治省东河市）途中公孙瓒乔装成士卒沿路护送，途中太守刘其赦还。

公孙瓒也因忠君之德被举孝廉，任辽东属国长史。

公孙瓒曾率领数十名骑兵前往塞外巡逻，偶遇数百名鲜卑骑兵。

公孙瓒退至空亭（古代用来侦查、监视敌情的岗亭）中鼓舞士气并率先冲杀阵前，斩杀十多名敌人。从此鲜卑人不敢再侵犯边境，公孙瓒升迁为涿县县令。

汉灵帝光和年间（178年—184年），边章、韩遂叛乱，朝廷任命公孙瓒为都督，率领精锐铁骑讨伐叛贼。

恰时，乌桓首领丘力居叛乱，与故中山相张纯联进攻攻击蓟中（今北京大兴县西南），攻占右北平郡（今河北省唐山市丰润区东南），辽西郡国等地。

公孙瓒领兵征讨张纯有功，升为骑都尉。

后因属国乌桓的首领贪至王率军向公孙瓒投降，公孙瓒又被提拔成为中郎将，加封都亭侯，驻守辽西属国。

此后的五六年间，公孙瓒常与胡人发生争战。

汉灵帝中平年间（184年—189年），公孙瓒与张纯、丘力居等人辽东属国石门交手，张纯等大败，公孙瓒追敌过深，后方无援，在辽西管子城被丘力居包围。

历经二百多天，兵困马乏，弹尽粮绝，双方损失惨重。

公孙瓒被朝廷任命为降虏校尉，封都亭侯，兼任属国长史。

公孙瓒镇守边境，奋勇杀敌，经常鏖战至深夜，敌寇畏其名声与英勇，无人再敢侵犯边境。

初平二年（191年），青州、徐州的黄巾大举入侵渤海（今河北省沧州市南皮县东北），约达三十万人，欲与黑山贼军会合。