字周父，宋代渤海县人（今滨城区人）。公元978年（宋太宗太平兴国三年）宋太宗钦点为状元，被委任升州通判。当时，江南刚刚平定，南唐时出家的僧人多数还俗，胡旦认为他们缺房无田，极易聚而为盗，主张在他们脸上刺字，收为黥兵。随后调任左拾遗，又曾任海州知州。胡旦喜欢议论时政利弊，多次-。983年（宋太宗太平兴国八年），黄河决口，很快被堵复。胡旦向太宗呈献《河平颂》，-，攻击宰相赵普等，宋太宗极为不满，将其贬为殿中丞、商州团练副使。胡旦曾上《平燕议》，主张利甲兵、雄士卒、饶给养，“齐心平敌，恢拓旧境”，因复起，任直史馆修撰，预修国史。
胡旦少有才学，善于文辞。中状元后，为将作监丞，通判升州，迁左拾遗，入直史馆。因上《河平颂》，议论时政，忤怒太宗，贬为殿中丞。后来，胡旦又上《平燕议》，建议出兵收复燕云十六州，受太宗赏识，起为左补阙，复直史馆，迁修撰，以尚书户部员外郎身份知制诰。
胡旦有一好友，名马周，因常诋毁朝政，众人都怀疑是胡旦指使，遂将胡旦贬为坊州团练副使。又因他擅离所部，谒见宋白，胡旦被-，贬绛州，后复为工部员外郎，入直集贤院，迁本曹郎中，知制诰，史馆修撰。因推重宦官王继思，被贬为散官。不久，双目失明，以秘书省少监身份致仕。居住在襄州，约80岁时病逝。
胡旦死后子孙们无钱安葬，只得停棺房内，有人上报朝廷，朝廷遂赐钱二十万，使胡旦入土为安。
胡旦喜读书，失明后，仍令人朗读经史。晚年臧否人物，议论时政之病依旧，被时论所鄙薄。胡旦学识渊博，著述甚丰，有《汉春秋》、《五代史略》、《将帅要略》、《演圣通论》、《唐乘》、《家传》三百余卷传世。