永禄四年（1561年）出生，初名吉川经言。
永禄十三年（1570年）首度出征，参与攻击尼子胜久的战斗。
此后，身为安艺毛利一族的经言追随父亲吉川元春转战各地。元龟三年（1572年） 经言入继吉川氏庶流宫庄氏。织田信长死后，羽柴秀吉迅即成为了天下人。毛利家与秀吉进行友好外交。经言以人质的身份被送至羽柴秀吉，与同为人质的小早川秀包一起长大。天正十五年（1587年），由于兄长吉川元长在父亲元春死后一年于九州岛津征伐之阵中病死，次男元氏继承了繁泽家，所以经言继承了本家吉川家。毛利辉元将毛利氏的「广」一字赐予经言（“广”字出于毛利氏的祖先大江广元的名字）。这个时候，经言易名广家。天正十九年（1591年），羽柴秀吉透过毛利辉元封广家出云、伯耆、隐岐12万石，以出云富田城为居城。此后，在毛利两川的制度下，广家作为毛利辉元的先锋于九州丰前、肥后一揆镇压和出兵朝鲜等战役均建立战功。
广家与父亲和哥哥一样是一位勇将，而且更一位是智将，秀吉曾高度评价广家在吉川元春和小早川隆景死后支撑着毛利家的那种手腕。参阵文禄、庆长之役时，广家亦曾有在蔚山城以寡兵击破大军的漂亮的战绩，难怪世人评价“只要有吉川广家，即使没有小早川隆景，毛利家也不会发生政道没邪门歪道，弓箭衰弱的事吧。”
文禄元年（1592年） 三月，丰臣秀吉出兵朝鲜（文禄之役），编成一番队至九番队总势十五万八千人侵略朝鲜。三十一岁的广家参亦有参阵。
庆长二年（1597年）秀吉动员十四万大军，第二次出兵朝鲜（庆长之役）。六月，吉川军的吉川广家、益田元祥登陆釜山，与同在朝鲜战场的毛利秀元队合流。十二月廿二日，明将杨镐、麻贵，朝鲜都元帅权栗率领明朝、朝鲜联军五万七千人大举进攻加藤清正、浅野幸长守卫的蔚山城。当时蔚山城只有日兵三千人，加上蔚山城刚刚完工及兵备不足。面业中朝联军五万七千人，落城只是时间的问题。
日军诸将退入城中举行军议，商讨对策。广家发言：“眼下敌方的大军的确很庞大，但龟缩在城中是败亡的先兆，倒不如出城轰轰烈烈的作战。”决战时，广家横刀立马，领军渡河向敌军冲杀。城上诸将见到广家，非常佩服广家的无畏精神，纷纷出城作战，加上其后日方一万三千人的增援，日方顺利击退中朝联军。 中朝联军向庆州撤退。加藤清正对广家站在最前头冲向敌阵表示赞赏，并自己的马标送给了广家。广家之勇名传遍诸将。据说之后秀吉曾说：“普通带领三万、五万人的将领也不及广家。”
关原之战
丰臣秀吉死后，德川家康露出夺取天下的野心。这个形势令毛利家内部产生两派。一派以安国寺惠琼为首，与石田三成等文治派友好；一派以广家为首，自九州征伐以来与加藤清正等武断派友好。石田三成与加藤清正又因文禄庆长之役变得势成水火，遂使毛利家内部变得越来越复杂，毛利元就苦心创建的毛利两川体制逐渐瓦解。
庆长五年（1600年）三成起兵反抗家康，爆发关原之战。毛利辉元被石田三成、安国寺惠琼等人推举为西军的总大将。作为毛利笔头家臣的广家获悉后大为愤怒。
广家深信秀吉死后家康已是“次之天下殿”，天下已经倾向家康，与家康抗战只会灭亡毛利家，遂与安国寺惠琼发生激烈的争论，并搬出祖父元就“不求天下，只求守成”的遗命。当时除了广家，还有益田元祥、穴户元次、熊谷元直和椙森元缘等人反对加入西军。结果，安国寺惠琼以已答应石田三成为由，毛利辉元将会加入西军。不满的广家为了主家的安泰，在黑田长政的引导下，透过家康的重臣本多忠胜和井伊直政向家康澄清毛利辉元与西军起兵无关，全是安国寺惠琼安排，并在与井伊直政、本多忠胜、福岛正则、黑田长政连署下，与家康私下缔结“毛利家不参加战斗”的约定，以换取毛利家领地一百二十万石的安堵。为了掩饰自己与家康的私通，广家在西军对伊势安浓津城的攻击中，显示出惊人的奋斗样子，获得了西军诸侯的称赞。
关原战场上，广家为确保不战协定的实行，自愿为毛利军团的先锋，以封杀毛利军团的行动。南宫山北面山脚以吉川广家的三千人为前线，后面的山上则有毛利秀元的一万五千人驻守。他们两队之间的东面由安国寺惠琼一千八百人负责防御。决战时，安国寺惠琼不断催促毛利秀元下山应战。广家向毛利秀元宣示德川家康答应毛利氏领地安堵的信件，遂使毛利秀元打消参战的念头，严守中立。广家对东军的胜利间接作出贡献。
关原之战以东军家康方面的胜利结束，最初家康因与广家有私通约定而放过毛利家。可是及后家康发现毛利辉元下令毛利家参与西军对四国赞岐的征伐，违反了广家所许下的不战约定，表示要没收毛利辉元的领地，同时对有功的吉川广家封赏周防，长门二国。广家向家康求情，表示毛利辉元已认罪，广家愿意以功赎罪，以保全毛利氏。故此，德川家康没收了毛利辉元一百二十万石的八国领地，只保留周防、长门二国共三十七万石。德川把毛利家部分的领地—岩国三万石封予广家以示感谢（二代藩主广正时增至六万石）。吉川广家成为岩国藩的藩祖。广家的“老朋友”安国寺惠琼就没有那么幸运了。安国寺惠琼连同石田三成与小西行长一共三人在十月一日先在京都游街示众，然后在京都的六条河原被斩首。
吉川家的岩国藩不被幕府承认为独立的藩国而以毛利家的支藩对待，直至关原之战两百六十八年后的明治元年（1867），岩国藩才被承认为独立的藩国。
江户时代
庆长十九年（1614年）十二月， 广家隐退，让位与嫡男广正，是为岩国藩的第二代藩主。1616年（元和2年）退出藩务，但是广家仍然掌握实权，按一国一城令废除岩国城，又制订法规。宽永二年（1625年） 九月廿一日，一生为主家安泰而奔走的广家走完自己波澜壮阔的一生，于玖珂郡的通津病故，享年六十五岁，法名“全光院殿中严肃如兼大居士”。
天正十五年（1587年），由于兄长吉川元长在父亲元春死后一年于九州岛津征伐之阵中病死，次男元氏继承了繁泽家，所以经言继承了本家吉川家。不满的广家为了主家的安泰，在黑田长政的引导下，透过家康的重臣本多忠胜和井伊…
