道光十七年（1837年）拔貢，授兵部七品小京官，升主事，充軍機章京。二十三年順天府舉人。咸豐年間，端華、肅順擅政，曹毓瑛獨不附。十一年，英法聯軍兵犯京師，咸豐帝避走熱河，欲擇一章京在軍機大臣上學習行走。曹毓瑛資歷最深，惟自甘退讓，焦祐瀛遂越次擢用。辛酉政變中，向恭王奕訢等人輸誠，扳倒肅順等顧命大臣，立下大功。十一年，以鴻臚寺少卿在軍機大臣上學習行走。旋遷大理寺卿。同治元年，去「行走上學習」字。二年，遷工部左侍郎。二月，轉兵部左侍郎。四年，遷左都御史。十一月，轉兵部尚書。五年卒，贈太子少保，諡恭愨。