姬林是周平王的孙子，太子姬泄父之子。公元前720年(周平王五十一年)，周平王去世，因太子泄父早死，身为泄父之子的姬林被拥立继位，是为周桓王。[1]
姬林在位期间，因郑伯扶立他有功，将位于黄河北岸、泌水之南的温(今河南省温县西南)赐给郑国，周王朝的疆域又缩小了。
以前，诸侯去世，其儿子于继位和治丧完毕后，必须赶往都城去接受周天子的册封，以求得合法地位。公元前712年，鲁桓公谋杀了兄隐公，自立为国君，不向桓王请求册封。[2] 从此，诸侯由天子册封的制度被破坏了。公元前706年，楚国以武力逼迫随国国君，要他向桓王提出提高楚国等级的要求。桓王不允，楚国国君熊通在大骂了姬林一通以后，自行提高等级称为楚武王。姬林接到报告，又气又羞，但也奈何他不得。
姬林继位后，郑庄公在朝廷继续以卿士身份专权。姬林不甘心受他的控制，就撵走了郑庄公。郑庄公回国后，便制造事端，扰乱周境的安宁，双方关系越来越紧张。不久，郑庄公又假借天子之命，出兵攻伐宋国。姬林大怒，干脆免去了他卿士的头衔。郑庄公也不示弱，一连五年不去洛邑朝见，表示不把姬林放在眼里。姬林实在忍耐不住，不顾臣下劝阻，亲自统领军队去讨伐郑庄公。郑庄公也点起兵马迎战。
两军在长葛(今河南省长葛市东北)相遇，姬林求胜心切，派人叫骂挑战。郑庄公却摆好阵势，按兵不动。周军叫骂到下午，还不见郑军出战，都面露倦意，松懈起来。郑庄公乘机挥动大旗，擂鼓冲锋。周军猝不及防，被杀得大败。姬林只好退兵，自己断后。郑国将军祝聃远远望见，奋臂一箭，射中姬林左肩，亏得铠甲坚厚，伤势还不严重。郑庄公见已经教训了姬林，怕部下杀得性起，要了姬林的性命，使自己在舆沦上吃亏，忙鸣金收兵，任姬林逃走。[3]
事后，郑庄公又派臣下祭足去向姬林赔罪，说本来只准备自卫，没想到部下违反纪律，冒犯了天子，并去每个营慰问军士。姬林哭笑不得，只好借此下台阶，垂头丧气地宣布免郑庄公之罪，从此再不问郑国事。长葛之战使姬林威风扫地，打掉了周天子“受命于天、辅有四方”的牌子。从此，诸侯越来越不将周天子放在眼里。
公元前697年(周桓王二十三年)三月，姬林病重，召周公黑肩入卧室托付说：“依照祖宗制度，我立了嫡长子姬佗为太子。但是，我所钟爱的却是次子姬克。今天，我将姬克托付给你，日后如果姬佗寿终，就兄终弟及，让姬克继位。你要尽力办好这件大事。”不久，姬林病死于洛邑。[4]
姬林死后的谥号为桓王。