湖南湘乡胜岩十九都画竹园（今娄底市西阳乡白鹭湾）人，字申田，1865年生。他4岁丧失，10岁丧母，饱尝生活之艰辛，后全赖胞兄罗甫生照顾。罗长绮天资聪颖，勤奋好学，文才过人，在当地声名远场。18岁考中秀才，22岁得中举人，29岁考中进士，在科场上一帆风顺。不久，授翰林院庶吉士、编修，旋出任江南候补道。时任两江总督刘坤一对罗长绮的出色才干赏识有加，经常与之商议新政大计，并委任他办理各项新政要务。他不负所望，诸事皆能处理得井井有条。
1900年，八国联军侵略中国，迅速攻占天津、北京。是年6月，英、美等国为了集中力量镇压北方义和团运动，维护在华侵略利益，在东南一带勾结张之洞、刘坤一等地方督抚实行“东南互保”。罗长绮对此深为忧虑，向刘坤一进言：“国不竞，亦陵。外人欲兼弱以攻昧，我何可不整军以经武？”要求整军经武，与侵略者作战，表达了他反对帝国主义侵略的坚定立场。
嗣后，罗长绮先后主持江苏仁进馆、江苏法政学堂、江南将弁学堂、江南陆师学堂等学堂。为培养优秀的政法、军事人才，他殚精竭虑逐一手订各项学案及章程。他认为，要拯救国家，必须着眼于造就自强人才，发扬民族尚武精神。他强调指出：“国家之强，强于武备；武备之精，精于志士仁人。盖枪械之锐，可以弃而不用，营垒之坚，可以委而不守；惟成仁取义之君子，虽狂澜倒海而砥柱屹然，虽阴霾蔽空而慧日朗照，以度世为大事，求灵魂之至乐。”为实现心中的强国梦，他大刀阔斧地改革陈规陋习，严明军纪，力除积弊。为此，他率先垂范，每天亲临训练现场，身着戎服，骑马扛枪，与学员一起同甘共苦，深受学员爱戴。
1907年，江苏巡抚陈夔龙上任后，闻知罗长绮善于治军，特调他任江苏参谋处督办，主持新军训练事宜。起初，兵士不事操训，违法乱纪、滋扰民众之事层出不穷。罗长绮走马上任后，即多次召集士兵，进行演说鼓动。他以爱国家、爱地方、爱国胞相激励，动之以情，晓以大义，士兵们大为感动，军中风气为之一变。罗长绮非常注重军事训练，经常与其他将领一起研究治军之策、用兵之术。他还利用闲暇时间，撰写了《江苏参谋处兵学》一书，用以指导军队训练。但随着时间的推移，他对清政府统治的腐败无能有了更深刻的认识，心中的不满与日俱增。他深知“天下神器之不可为”，“人心之不可撄”，有一新天下之志。某些嫉妒罗长绮的卑劣小人，攻计他“志趣殊常”，“阴有异图”，他感到内地吏治民事已积重难返，难以有所作为，欲谋到边远省份找一用武之地，以一伸其志，尽忠报国。是年底，罗长绮毅然辞职，请调四川。
罗长绮到成都后，任四川陆军小学堂总办。他大力推行军事教育，启发学员的爱国意识，成绩斐然。仅一年时间，陆军小学的面貌便焕然一新，罗长绮凭着自己的热情和才干赢得了全体学员的拥戴。
19世纪末20世纪初，我国边疆危机非常严重，西藏更是英帝国主义垂涎的目标。为将西藏从中国的领土上分裂出去，英国蓄意拨弄是非，挑拨藏、汉民族感情，离间西藏地方政府与清政府的关系，并千方百计拉拢、收买西藏上层统治集团中心人物十三世达赖剌嘛士登嘉措，图谋将侵略势力深入到西藏内地。1908年冬，十三世达赖离京返藏前后，新任尚书衔驻藏大臣兼川滇边务大臣、护理川督赵尔丰，决计先发帛人，入藏开边，以抵御帝国主义的渗透与侵略。赵尔丰领兵驻西康巴安后，急奏调派精干属员入藏。罗长绮毅然领命赴召，临行之前，慷慨赋诗：“书生谬许习戎韬，万里筹边敢惮劳。”
赵尔丰委任罗长绮统领川边巡防新军五营，并委任其旧部钟颖统领川边混成协。赵认为藏人服叛无常，非杀不足以立威，而罗长绮看到川边藏民因连年兵灾，满目疮痍，焦苦已极，提出“非德不足以招来”，主张以“安民和众”为宗旨，以抚绥为重。他指出“达赖以英人为援，已有贰志，柔远尤当有经，绥边必先止戈”，并认为“昔魏、吴异国，羊陆为将，尚以二境为和，况藏之为我藩服乎？苟能如羊、陆之二境交和，即可如渭滨之兵、农杂居。得一良将，督兵屯田，一切勿绳以文法，师班超之荡佚简易，期以十年，蜀边可以长无事也。”为此，罗长绮身体力行，约束将士，抚恤民情，用恩德克帛武威，从而赢得藏族同胞的爱戴，被誉为“活佛转世”。
翌年6月，为加强对西藏的管理，破除英帝国主义制造“西藏独立”的诡谋，清政府电令川军2000人调防西藏。英国驻印度殖民当局竟公然唆使西藏三大领主发动叛乱。在严重的边疆危机面前，罗长绮深知只有汉、藏同胞团结一致，才能抵御英帝国主义的侵略，保全祖国领土的完整。但赵尔丰、钟颖等人一贯以高压政策处理藏事，给本已十分紧张的边疆危机火上浇油。罗长绮不顾赵尔丰等人的反对，全力调解藏、汉民族矛盾，苦心孤诣地维持边局。其时，罗长绮所属将吏，原为赵尔丰旧部，不愿受其管束。他们好大喜功，滋事扰民事件时有发生，大大恶化了汉藏之间的民族关系，罗长绮对此严加整顿。但此举招致赵的不满和掣肘，其部属还纷纷造谣，说罗长绮对藏民太过软弱，一味妥协，致使他的处境更加艰难。
10月，新军后营管带程凤翔擅自率后进入藏东，罗长绮严命其立即撤回，程拒不受命，他只好急报赵尔丰。不久，程所部清军遭到藏东民众的抗击，大败而归。赵尔丰不但不处分程凤翔，反而严厉斥责罗长绮袖手旁观导致了程部的失败。罗长绮被迫称病告假，并请辞职。
此后，由于达赖向清廷控告赵尔丰，清廷下令撤去其尚书衔驻藏大臣的职务，由联豫继任。联豫闻罗长绮赋闲在家，便委任他为西藏督练公署兵备处总办，赴拉萨帮办军政事务。罗长绮对西藏的事态发展深为忧虑，立志匡济时艰、造福边陲，于是，立即日夜兼程，西进赴召。
赵尔亍的高压政策，伤害了藏族人民的感情，给帝国主义者以可趁之机。在英帝国主义的支持下，十三世达赖乘机煽动民族分裂。1909年11月，十三世达赖一面不断派人去江孜、锡金、印度等地与英帝国主义进行联系，一面组织叛军在昌都以东地区阻击川军。但达赖的分裂行径招致了全国人民的一致反对，清政府亦急忙调遣川军入藏镇压达赖的叛乱。1910年2月，川军在江孜粉碎了叛军的最后抵抗，进入拉医萨，达赖率部逃往印度。清政府严令继任驻藏大臣联豫协同川军追击。不断，英帝国主义借口“保护商埠”，自印度出兵，进驻印藏边境的郎塘，侵入亚东、江孜等地，试图挟达赖以启边衅。联豫见事态紧急，忙奏请清廷，请旨对付。清廷立即派罗长绮出使印度与英方交涉。
接清廷电令后，罗长绮赶赴印度，主持对英交涉。他在会晤英辖殖民地印度副总督裴凯时，据理力争，义正词严，与之进行了针锋相对的斗争。他一面表示愿意担负保护英商之责，以使英帝国主义失去侵略口实，一面则严厉斥责英国阴谋收买达赖和武装侵略藏南的罪行。慑于罗长绮的的严正立场以及他在汉、藏人民群众中的崇高威望，裴凯被迫答应撤回已侵入亚东、江孜两商埠的军队，并发表声明：“达赖之事，非英人之所欲闻也。”罗长绮此举捍卫了国家主权，是一次比较成功的外交活动。
在印度，罗长绮还特别约见达赖，争取其回国，以稳定西藏局势。达赖仍以在西藏接见驻藏大臣的那套礼仪，黄袍高坐，座旁置客位以延见他，根本不把他放在眼里。罗长绮并不在意，耐心地向达赖晓以爱国统一大义，要求他尽快返藏。但达赖词气嚣张，声言如果不尽揽政权和撤除现行制度，绝不归藏，双方不欢而散。罗长绮认定达赖不过色厉内荏，外强中干，“纵使不归，不过亡命，亦不敢作贼”，于是归国覆命。随后，清政府命班禅管理西藏政务，西藏秩序逐渐稳定。英国也不敢再挟达赖而出兵西藏，边境地区暂时安定无事。罗长绮功不可没。
1910年12月，清廷根据联豫关于调整组织机构、在西藏各要点增设汉官的奏议，添设前藏参赞即驻藏大臣左参赞，禀承办事大臣，筹划前藏一切要政；添设后藏参赞即办事大臣右参赞，禀承驻藏大臣，监督三埠商务。罗长绮被任命为左参赞，钱锡宝为右参赞。
此时，英帝国主义者侵略西藏政策有了很大的转变。过去采用军事征服与条约束缚的办法，迫使清政府就范；达赖落入其手后，便改用通过达赖策动西藏上层脱离中国的办法，声称全力“帮助西藏脱离中国而独立”，试图以此迷惑西藏上层，消弭西藏民众的反英斗争，进而将西藏变为英帝国主义的保护国和殖民地。对此，罗长绮洞若观火，提出了“积极团结和安定汉藏同胞，孤立叛乱的达赖集团，同心协力反对帝国主义及其走狗的侵略”的应对之策。但是，此时西藏事务为一帮庸碌官吏把持，罗长绮的正确建议未被采纳。特别是川军统领钟颖用兵自重，好事贪功，专横跋扈，甚至纵容军队大肆轩淫掳掠，致使局势糜烂不堪，当地藏族民众深受其苦。
1911年夏，藏东波密的土著部落发动叛乱，钟颖前往平乱。由于纪律松弛、兵心涣散，钟部毫无战斗力，稍一接伏竟全军溃败，自东久至鲁郎接连败退三百余里，西藏全境因之动摇。联豫立即派罗长绮驰赴节制诸将、稳定局势。罗长绮到达前线时，见辎重尽失，兵力残损，而钏颖每日以饮酒赌钱为乐，问其军情如何则无言以对。罗长绮大怒，立即将钟颖撤职，遣送回拉萨。随后，罗长绮亲自统领军队，严整军纪，对违反军纪者，军法从事，军威大振，出师连捷。同时，联豫任命谢国梁（湘乡人，时任西藏新军管带）为统带，督率硕板多、洛隆、边坝三路藏军，协同罗长绮作战。6月，谢国梁所部与川军彭日升部会师，与波密地方叛军在丁拉卡展开激战，大获全胜，乘胜追击，在春多寺、尼罗卡、宿木宗等地连战连捷，重创叛军。7月，罗长绮与谢国梁在易贡胜利会师，波密之乱得以平定，全藏转危为安。
1911年10月10日，武昌首义爆发，正在波密安民善后的罗长绮得知此消息，心情异常激动，密谋乘机举义响应。其时，驻藏川军兵士，拥护共和者日众，“乔坦可布要塞的全队兵卒，依照他们的政治信仰，已经哗变，不惟捉拿帝制派的官吏，并且抢掠他闪的物件。”西藏军民皆瞩望于罗长绮，希望他出面反正，做西藏的都督。罗长绮因孤处边境一隅，一时未能发难。
其时，英印总督明多则以为有机可乘，唆使达赖派亲信达桑丹东潜回西藏，策动部分大农奴主组织所谓“民军”乘机叛乱，进攻拉萨、日喀则、江孜的川军。英军则屯集边境，以为声援。大敌当前，钟颖不但不组织力量平定“民军”叛乱，相反趁罗长绮远在波密之机，暗中策动拉萨一带驻藏川军兵变，妄图趁政局混乱、人心浮动之际实现一己之私欲。钟颖在拉萨，以“归国勤王”相号召，借招抚乱军之名，邀结乱兵，日事劫杀，报私仇，快己欲，甚至大肆劫掠，侵扰百姓，西藏形势十分危急。
当时驻春多行辕的罗长绮，闻知拉萨兵变后，立即召集部下官佐紧急会议，认为必须平定拉萨兵变，维持西藏安定局面；同时，集合士兵演说，强调国防必须巩固，边地绝不可轻易撤防。他说：“英人之窥我西藏久矣！我朝退，英人夕来，是无藏也！藏为英有，而列强亦必生心，以逐鹿神州，是无中国也！吾党去抚有全藏，以待中原之睛。”言词恳切，士兵们无不为之感劝。罗长绮决定迅速率军平定拉萨之乱，稳定西藏。此时，他在家信中表示：“全藏糜烂，我亦安能活于人世！”表达了为国捐躯的决心。
钟颖视罗长绮为心腹大患，加之对罗解除其统领一职早就怀恨在心，于是，暗约驻波密第三营管带陈渠珍，以“撤防纵乱”的莫须有罪名，谋杀罗长绮。陈渠珍因曾违犯军纪，受过罗长绮的惩戒，伺机报复。他接到钟颖的密令后，便于11月26日，唆使本营后队正目赵本立、刘均福、罗玉斌等，率队围攻春多行辕，夺取关防大印，逼迫其解散下属。他们还劫持罗长绮强迫同行。行至工布南山道上，罗长绮不甘受辱，“偶得脱，自投崖下”。后解押之兵士“曳之起，臂折，益挫不可堪。”他痛骂钟颖轩暴不仁，复被强行拖至德摩剌嘛寺。29日，陈渠珍当众抛出钟颖密令，杀机毕露，罗长绮自知难免一死，从容赋绝命诗四首，即被勒杀，尸体亦被焚毁，死事异常惨烈，时年47岁。其妻携幼子逃匿于一藏丐家中得免，后不知所终。
罗长绮被惨杀后，所部炮队长周逊感其忠烈，负其骨灰绕道万里，归葬湘乡原籍。1915年3月19日，北京政府特为罗长绮被害一案签发《大总统申令》，略谓：“查西藏于波密平服后，全藏静谧，汉番相安，自拉萨兵变及色拉寺之役，始酿成乱端。推原祸始，实由该前长官（钟颖）要结乱兵，擅离职守，以致藏民茹痛，边境骚然。已属罪无可逭，又复挟私嫁祸，擅杀忠良，焚毁尸骸，惨无人道。钟颖着处以死刑，依法执行”。“罗长绮死事惨烈，着交陆军部从优议恤，并将生平事迹，宣会史馆，以彰公道而慰幽魂。”而后，钟颖被名正典刑，罗长绮则入祀忠烈祠，供后人凭吊。
罗长绮以武事兼文官而勤于著述。文章雄放瓷肆而折于义理，著有《寄傲诗草》二卷，《思史楼文稿附爨余诗稿》一册，《白门小草》一册，《绍衣录》一卷，《会试珠卷》一卷，《测绘仪器考》一卷及《江苏仁学馆案》、《江苏法政学堂学案》、《江南将弁学堂学案》、《江南陆师学案》等，其后裔曾编成《泣血辑存》一书传世。
罗长绮还热心家乡事务，造福桑梓。他曾将历年所积蓄的俸禄购置田产五百石，捐献给湘乡十九都举办义租、义渡、义学等地方公益事业，在当地传为美谈。他还在家乡创办陶龛义学，以培养新式人才。该校是闻名全国的模范小学——湖南湘乡陶龛学校之前身。