吉川元春的三子、母為熊谷信直之女．新莊局、正室為宇喜多直家之女．容光院；幼名才壽丸，初名經信、經言，由毛利輝元命受毛利氏之祖．大江廣元偏諱「廣」字，名為廣家。
永祿九年（1566年），曾經雄踞十一國的尼子家滅亡。可是毛利家仍然面對尼子餘黨不屈不撓的的反撲。曾立下誓言為復興尼子家四處奔走的山中幸盛，擁立尼子誠久的遺子尼子勝久，召集尼子舊臣，整頓起三千人的軍勢，殺回出雲，誓要奪回月山富田城。
元龜元年（1570年），毛利元就以毛利輝元為總大將，在吉川元春、小早川隆景的輔佐下，動員一萬三千人的大軍，征剿尼子餘黨。同年二月，毛利軍與尼子軍在布部山展開決戰，由吉川元春擔任毛利軍的先陣。十歲的廣家就是在他父親陣中。戰前，廣家就如同當年元春在郡山城合戰時向父親元就請戰般，向元春要求出陣。元春大概從愛子的身上看看到自己三十年前的的影子。在廣家的百般請求下允許出陣。
布部山合戰以毛利軍的勝利宣告尼子的復興失敗。十歲的廣家當然不可能親自參加戰鬥，但他那在戰場上披甲執銳小小身影，卻顯示出廣家的勇氣。
此後，身為安藝毛利一族的廣家追隨父親元春轉戰各地。元龜三年（1572年）廣家入繼吉川氏庶流宮莊氏。織田信長死後，羽柴秀吉（豐臣秀吉）迅即成為天下人。毛利家與秀吉進行友好外交。廣家以人質的身份被送至豐臣秀吉，與同為人質的小早川秀包（毛利秀包）一起長大。
天正十五年（1587年），由於兄長吉川元長在父親元春死後一年，於九州島津征伐之陣中病死，次男吉川元氏繼承繁澤家，所以廣家繼承本家吉川家。毛利輝元將毛利氏之祖．大江廣元的「廣」一字賜予廣家。這個時候，吉川經言易名為吉川廣家。天正十九年（1591年），豐臣秀吉透過毛利輝元封廣家出雲、伯耆、隱岐12萬石，以出雲富田城為居城。此後，在毛利兩川的制度下，廣家作為毛利輝元的先鋒於九州豐前、肥後一揆鎮壓和出兵朝鮮等戰役均建立戰功。
文祿元年（1592年）三月，豐臣秀吉出兵朝鮮（文祿之役），編成一番隊至九番隊總勢十五萬八千人侵略朝鮮。三十一歲的廣家參亦有參陣，並屢立戰功，如在碧蹄館之戰，以先鋒隊四番隊的身份，在宇喜多秀家、小早川隆景的指揮下，大破明軍總指揮官李如松的軍隊。
慶長二年（1597年）秀吉動員十四萬大軍，第二次出兵朝鮮（慶長之役）。六月，吉川軍的廣家、益田元祥登陸釜山，與同在朝鮮戰場的毛利秀元隊合流。十二月廿二日，明將楊鎬、麻貴，朝鮮都元帥權栗率領明朝、朝鮮聯軍五萬七千人大舉進攻加藤清正、淺野幸長守衛的蔚山城。當時蔚山城只有日兵三千人，加上蔚山城剛剛完工及兵備不足。面業中朝聯軍五萬七千人，落城只是時間的問題。
日軍諸將退入城中舉行軍議，商討對策。廣家發言：「眼下敵方的大軍的確很龐大，但龜縮在城中是敗亡的先兆，倒不如出城轟轟烈烈的作戰。」決戰時，廣家橫刀立馬，領軍渡河向敵軍衝殺。城上諸將見到廣家，非常佩服廣家的無畏精神，紛紛出城作戰，加上其後日方一萬三千人的增援，日方順利擊退中朝聯軍。
中朝聯軍向慶州撤退。加藤清正對廣家站在最前頭衝向敵陣表示讚賞，並自己的馬標送給了廣家。廣家之勇名傳遍諸將。據說之後秀吉曾說：「普通帶領三萬、五萬人的將領也不及廣家。」秀吉死後德川家康露出奪取天下的野心。這個形勢令毛利家內部產生兩派。一派以安國寺惠瓊為首，與石田三成等文治派友好；一派以廣家為首，自九州征伐以來與加藤清正等武斷派友好。石田三成與加藤清正又因文祿慶長之役變得勢成水火，遂使毛利家內部變得越來越復雜，毛利元就苦心創建的毛利兩川體制逐漸瓦解。
慶長五年（1600年）三成起兵反抗家康，爆發關原之戰。毛利輝元被石田三成、安國寺惠瓊等人推舉為西軍的總大將。作為毛利筆頭家臣的廣家獲悉後大為憤怒。
廣家深信秀吉死後家康已是「次之天下殿」，天下已經傾向家康，與家康抗戰只會滅亡毛利家，遂與安國寺惠瓊發生激烈的爭論，並搬出祖父元就「不求天下，只求守成」的遺命。當時除了廣家，還有益田元祥、穴戶元次、熊谷元直和椙森元緣等人反對加入西軍。
結果，安國寺惠瓊以已答應石田三成為由，毛利輝元將會加入西軍。不滿的廣家為主家的安泰，在黑田長政的引導下，透過家康的重臣本多忠勝和井伊直政向家康澄清毛利輝元與西軍起兵無關，全是安國寺惠瓊安排，並在與井伊直政、本多忠勝、福島正則、黑田長政連署下，與家康私下締結「毛利家不參加戰鬥」的約定，以換取毛利家領地一百二十萬石的安堵。
為掩飾自已與家康的私通，廣家在西軍對伊勢安濃津城的攻擊中，顯示出驚人的奮鬥樣子，獲得西軍諸侯的稱讚。
關原戰場上，廣家為確保不戰協定的實行，自願為毛利軍團的先鋒，以封殺毛利軍團的行動。南宮山北面山腳以廣家的三千人為前線，後面的山上則有毛利秀元的一萬五千人駐守。他們兩隊之間的東面由安國寺惠瓊一千八百人負責防御。決戰時，安國寺惠瓊不斷催促毛利秀元下山應戰。廣家向毛利秀元宣示德川家康答應毛利氏領地安堵的信件，遂使毛利秀元打消參戰的念頭，嚴守中立。廣家對東軍的勝利間接作出貢獻。
關原之戰以東軍家康方面的勝利結束，最初家康因與廣家有私通約定而放過毛利家。可是及後家康發現毛利輝元下令毛利家參與西軍對四國贊岐的征伐，違反廣家所許下的不戰約定，表示要沒收毛利輝元的領地，同時對有功的廣家封賞周防，長門二國。廣家向家康求情，表示毛利輝元已認罪，廣家願意以功贖罪，以保全毛利氏。
故此，德川家康沒收毛利輝元一百二十萬石的八國領地，只保留周防、長門二國共三十七萬石。德川把毛利家部分的領地—岩國三萬石封予廣家以示感謝，廣家成為岩國藩的藩祖。安國寺惠瓊連同石田三成、小西行長三人先在京都遊街示眾，後在京都的六條河原被斬首。
吉川家的岩國藩不被幕府承認為獨立的藩國而以毛利家的支藩對待，直至關原之戰兩百六十八年後的明治元年（1867年），岩國藩才被承認為獨立的藩國。
廣家為本家的安泰而不懈奔走。然而，毛利本家卻對廣家的行為有所指責，被毛利家視作出賣本家的內通者，受盡到毛利家臣的白眼，特別是在關原之戰代替毛利輝元作戰的毛利秀元，據說終身沒有寬恕廣家。獨自私通家康令其他的家臣難以容忍。廣家以至吉川家只被毛利本家稱為「岩國領主」，而不是「藩主」。
慶長十九年（1614年）十二月，廣家隱退，讓位與吉川廣正。
寬永二年（1625年）病故，年六十五歲，法名全光院殿中嚴肅如兼大居士。