兆惠是孝恭仁皇后的族孙。兆惠的父亲佛标，官至都统。雍正九年（1731年），兆惠以笔帖式授军机章京。历任兵部郎中、内阁学士、盛京刑部侍郎、刑部右侍郎、正黄旗满洲副都统、镶红旗护军统领。乾隆十三年（1748年），赴金川军营督办粮运。乾隆十五年（1750年），入值军机处。乾隆十八年（1753年），赴西藏办理筹防准噶尔事宜。乾隆十九年（1754年），清廷出兵準噶爾时，受命协理北路军务并总理粮饷。乾隆二十一年（1756年），授定边右副将军，筹办伊犁善后事宜。乾隆二十二年（1757年），率师至乌鲁木齐，以功封一等武毅伯。阿睦尔撒纳叛后，配合北路军肃清准部叛乱势力。十二月，授定边将军。乾隆二十三年（1758年），由伊犁率师往天山南路平定大小和卓之亂，连克南疆诸城，叛乱乃告平定。兆惠以功晋封一等武毅谋勇公。后授御前大臣。乾隆二十五年正月（1760年），兆惠率西征军凯旋至京城。乾隆帝亲自到良乡，“于城南行郊劳礼”，大加抚慰。同年二月，兆惠以一等武毅谋勇公、户部尚书入值军机处。乾隆二十六年（1761年），授协办大学士兼署刑部尚书。该年殿试，特命为读卷大臣，以“隆其遇”。乾隆二十九年（1764年）卒，諡文襄。