应詹幼年时便成为了孤儿，得到祖母的抚养。应詹十几岁时，祖母又过世了，他在守丧期间，身体憔悴哀毁，需要拄杖才能起身，便以孝顺而闻名。应詹家中很富有，他年纪又小，就请族人与自己一起居住，把财产交给他们，就像对至亲的人一样，世人都惊讶于他的与众不同。他年轻时就已很出名，他的性格宽宏雅正，他人虽然时有冒犯他而他却不与人计较，以研习文章而为人所称颂。司徒何劭见过他后说：“这个人是个君子啊！” 

最初被公府征辟，担任太子舍人。被赵王司马伦任命为征东将军长史，司马伦被诛杀后，应詹也被牵连罢免。又被成都王司马颖起用为掾属。当时骠骑将军从事中郎诸葛玫背弃长沙王司马乂到邺投奔司马颖，大谈司马乂的过错。诸葛玫浮躁而有才辩，临漳的士人都去归附他。应詹与诸葛玫是旧交，他感叹道：“诸葛成林，怎么像乐毅那样不忠诚呢！”终究没有见他。诸葛玫听到这话后非常惭愧。 

镇南大将军刘弘，是应詹的祖舅，请他担任自己的长史，并对他说：“你器识宏大深远，以后应该在荆南一带取代老夫了。”接着，托付他军政大事。刘弘在汉南的功业，有应詹的功劳。后来调任南平太守。 

公元305年（永兴二年），陈敏叛乱，引兵想要西上，刘弘将南蛮校尉之职授予前北军中候蒋超。亲自统领陶侃、苗光等人屯于夏口。又派治中何松统领建平、宜都、襄阳三郡之兵，屯驻巴东，为益州刺史罗尚的后继。再加应詹为宁远将军，督三郡水军，作为蒋超的后援。 

王澄任荆州刺史时，暂命应詹督管南平、天门和武陵三郡军事。当洛阳被刘曜攻破时，应詹撩起袖子痛哭流涕，劝王澄派军支援，王澄就让应詹写发兵檄文，应詹下笔便成，檄文豪壮激越，众人看了都情绪激动，但终究没有前往救援。此时，天门、武陵的少数民族纷纷造反，应詹率军讨伐将其降服。当时政令不一，少数民族都心怀不满，共同谋划发动叛乱，应詹召集了他们的首领，破铜卷与他们订立盟约，当地夷人都对应詹心悦诚服，好几个郡都因此获得安宁。当时天下大乱，只有应詹治下仍能保持安定。百姓作歌称颂他说：“乱离既普，殆为灰朽。侥幸之运，赖兹应后。岁寒不凋，孤境独守。拯我涂炭，惠隆丘阜。润同江海，恩犹父母。” 

征南将军山简又暂命应詹督管五郡军事，当时爆发了杜弢起义，杜弢军进攻应詹治下之郡，应詹率军力战将其击破。不久后联合陶侃在长沙大破杜弢，截获金银财宝无数，应詹一无所取，只把图书整理起来，众人无不赞叹。琅玡王司马睿任命应詹为建武将军，王敦又推荐应詹监巴东五郡军事，赐爵颍阳乡侯。 

陈郡人王冲占据了荆州，素来仰慕应詹的名声，想请他来担任刺史，应詹认为王冲没什么才德，不肯接受，于是返回南平，王冲也不生气，他就是这样的得人心。应詹后来迁任益州刺史，兼领巴东监军，他离开南平时，士庶百姓都拉着车子哭着不让他走，如同眷恋自己的亲人一样。 

不久，被任命为后军将军，应詹对时政提出建议，认为“今大荒之后，制度改创，宜因斯会，厘正宪则，先举盛德元功以为封首，则圣世之化比隆唐虞矣。”又上疏说：“自元康（291年－299年）年间以来，轻视典籍，崇尚道学，把玄虚弘放视作平达，把儒术、清俭看作鄙俗，如今应当尊崇和奖掖儒官，来革新风俗教化。” 司马睿很是看重他的才能，完全采纳了他的意见。不久，又出任吴国内史，因公事被免职。 

镇北将军刘隗出镇合肥时，任命应詹为镇北军司，又加职散骑常侍，经屡次升迁任光禄勋。应詹因为王敦专制、四处树立威信，所以他在任上只是讽刺讥笑，并不表明自己的倾向。 

等到王敦命王含等率军逼近建康时，晋明帝司马绍向应詹问计。应詹表情严肃情绪激昂的说：“陛下应发出君王的威严，臣等当全副武装作为前驱，希望凭借宗庙之灵，不战而胜。如其不然，王室必危。”明帝任命应詹为都督前锋军事、护军将军、假节，又都督朱雀桥南。叛军从竹格渡江，应詹与建威将军赵胤等率军将其击败，斩杀叛军将领杜发，斩首数千级。公元324年（太宁二年），王敦之乱平定后，应詹受封观阳县侯，食邑一千六百户，又赐绢五千匹。应詹上疏辞让，明帝不许。 

同年十月，又改任使持节、都督江州诸军事、平南将军、江州刺史。应詹将要出镇时，上疏认为应该任用人才，并分派官员巡查郡国、检举不法。又建议严格执行旧时的降职制度，还针对地方提出了一些意见。 

当时王敦之乱刚刚平底，人心未安，应詹抚慰怀柔，众人无不悦服，百姓都依赖他。 

公元326年（咸和元年）七月二十五日 （9月8日），应詹逝世，享年五十三岁。被追赠为镇南大将军、仪同三司，谥号烈 ，以太牢礼祭祀。临终时，仍然不忘国家，给陶侃去信，望他能“竭节本朝，报恩幼主”。