严震，出身于务农世家，其家族凭借财力在乡闾间闻名。严震多次拿出家财来资助边军，因此获授梓州长史、王府咨议参军，后经东川节度判官韦收的推荐，严震被剑南节度使严武任命为合州长史。严武移镇西川时，任命严震为押衙，又改任恒王（李瑱）府司马。严武由于和严震是同族的缘故，因而将军府中许多的事务委托给他办理，后加授试任卫尉、太常少卿、银青光禄大夫等职。

严武病逝，严震被免官还乡，东川节度使李叔明到任后，上奏任命他为渝州刺史，严震因为李叔明是“中外之姻”，为避嫌而称病请辞。山南西道节度使张献诚再次上奏任命他为凤州刺史、山南西道节度副使，加侍御史。适逢母亲去世离职，后被起复原职，并充任兴、凤两州都团练使，严震请辞未获允准，被加授为殿中侍御史。后经多次升迁，加官至开府仪同三司兼御史中丞，封冯翊郡公，严震为政清明严格，兴利除害，受到远近之人的称赞。

司勋郎中韦桢出任山、剑黜陟使，考察山南、剑南等道地方官吏的政绩，韦桢认为严震的政绩为山南道第一，唐德宗李适评其考绩为上等偏下，进封他为郧国公，在凤州十四年，善政不改。接替贾耽担任梁州刺史，兼任御史大夫、山南西道节度观察等使。

“泾原兵变”爆发，朱泚在京师长安僭号称帝，德宗出逃奉天，朱泚令心腹穆庭光、宋瑗等人引诱严震一起反叛，严震聚集众人，将穆庭光等人杀死。朔方节度使李怀光与叛军联合，德宗筹划逃亡山南一事，严震听说后，马上派遣官吏快马呈表到奉天，以迎接德宗。先令大将张用诚率兵五千到周至县护驾，德宗听说后很高兴，但在不久，张用诚被叛军引诱，意图反叛，使德宗颇感忧虑。

此时，严震又派牙将马勋前来迎候，德宗召见马勋，对他说明此事，马勋自请前往平乱，计擒张用诚。严震将张用诚乱棍打死，又让张用诚的副将领兵去迎候德宗，德宗乘车进入骆谷时，李怀光派数百名骑兵来袭击，山南军将其击退，使德宗得以获免。不久，德宗加严震为检校户部尚书，进封冯翊郡王，赐予实封食邑二百户，德宗抵达山南西道的首府梁州，严震亲自率军至清凉川迎接。

山南素来贫困，粮食供给困难，宰臣商议恳请德宗去成都府，严震上奏说：“山南与京畿相接壤，李晟正在谋划收复京师，需要六军的声援。如果陛下前往西川，那么李晟就看不到收复的日子。希望陛下仔细考虑。”群臣商议没有结果，适逢李晟遣使恳请德宗驻军梁、汉一带，以谋划收复，德宗才决定留驻梁州。梁、汉之间的人们还处在刀耕火种、以采稆为生的时候。山南西道虽然有十五个郡，但税赋还不如中原的三个县。自从安史之乱后，此地常被山贼抢掠，人口也流散大半。等到行在六师驻扎此地，严震设法规劝课税、聚集财富，在不扰百姓的情况下，最大程度地使税赋供应得以满足。

李晟率军收复长安，德宗准备返回京师，加授严震为检校尚书左仆射。随后，朝廷又升梁州为兴元府，任命严震为首任兴元尹，加赐予实封食邑二百户。严震入朝觐见德宗，德宗在南郊祭祀昊天上帝，严震与河中节度使浑瑊、昭义军节度使李抱真、奉国军节度使骆元光、邠宁节度使韩游瑰、渭北节度使唐朝臣、奉诚军节度使康日知等大将陪同祭祀。

吐蕃再次入侵，相继进攻灵州、泾州等地，严震主动出击，于芳州击败吐蕃，又攻取黑水堡，焚毁吐蕃的军粮积储，朝廷加严震为检校仆射、同中书门下平章事衔。

严震病逝于任上，终年七十六岁，德宗为他辍朝三日，追赠太保，谥号“忠穆”，赐予助丧的布帛、米粟不等，等到严震的灵柩将要运抵长安，德宗令百官依次前往严震在长安的家中吊唁。