湛年轻时与弟袁豹同得从外祖父谢安赏识，谢安更将侄儿谢玄的女儿嫁了给袁湛。袁湛早年历任衞军行参军，员外散骑，通直正员郎，中军功曹等职。元兴元年（402年）桓玄击败司马元显后任太尉并执掌朝政，以袁湛参其军事，袁湛在桓玄掌政时又历任中书黄门侍郎及抚军将军桓脩的长史。元兴三年（404年），刘裕起兵讨伐桓玄，任命袁湛为自己的谘议参军。后迁尚书吏部郎、司徒左长史、侍中，并以随同征讨桓玄的功劳而封晋宁县五等男。后又历任太尉长史，左民尚书，吏部尚书等职。后又外任吴兴太守，秩中二千石，任内处事和洽适当，得当地官民称许。后