源乾曜两次担任宰相，唐朝宰相享有封邑的最早两人之一
716年（开元四年），源乾曜被擢升为黄门侍郎、同紫微黄门平章事，但不久便与姚崇一同罢相，出任长安留守、京兆府尹。他任京兆尹三年，治政宽简，政令如一。
720年（开元八年），源乾曜再次拜相，被任命为黄门侍郎、同中书门下三品，不久又升任侍中，加银青光禄大夫。不久，源乾曜进言道：“如今权贵子弟大多任职京师，使得贤才被远放京外。臣有三子，都在朝中为官，请陛下将其中二人外放。”唐玄宗大悦，下诏褒扬源乾曜，并命朝中百官效仿。
722年（开元十年），唐玄宗采纳“国之执政，应加崇宠”的建议，厚赏源乾曜与中书令张嘉贞，让他们食实封三百户，开创唐朝宰相享有封邑的先例。
725年（开元十三年），唐玄宗封禅泰山。源乾曜持反对意见，并因此与中书令
张说发生矛盾。封禅结束后，源乾曜升任尚书左丞相，兼任侍中。
源乾曜的晚年生活，死后唐玄宗废朝二日在洛阳南门为他举哀
源乾曜任相期间，张嘉贞、张说、李元纮、杜暹相继执掌朝政。他为人谨慎，在重大问题上从不发表意见，只是签署公文、表示附和。
729年（开元十七年），源乾曜被罢去侍中，保留左丞相之职。八月，唐玄宗任命源乾曜为太子少师。他因官名有犯祖父名讳，推辞不受，被改任为太子少傅，并封安阳郡公。
731年（开元十九年），唐玄宗巡幸洛阳。源乾曜因年纪老迈，没有随行，留在长安养病。十一月，源乾曜病逝，追赠幽州大都督。唐玄宗废朝二日，并在洛阳南门为他举哀。
