روى عن عمه عبد الله بن الزبير وأبيه وأخويه عبد الله بن عروة وعبد الله بن عثمان وزوجته فاطمة بنت المنذر بن الزبير. وقد مسح برأسه ابن عمر ودعا حفظ ذلك.
روى عنه شعبة ومالك والسفيانان ويحيى القطان وأبو إسحاق الفزاري وأبو ضمرة وجرير الضبي وجعفر بن عون وحفص بن غياث والحمادان وخالد بن الحارث وزائدة وابن إدريس وابن المبارك وابن نمير وابن أبي الزناد وابن فضيل والنضر بن شميل ووكيع ويحيى بن يمان ويحيى بن محمد بن قيس ويونس بن بكير وأبو أسامة وعبيد الله بن موسى والخريبيوخلق سواهم.
قال وهيب: قدم علينا هشام بن عروة فكان مثل الحسن وابن سيرين.
وقال ابن سعد: كان ثقة ثبتا كثير الحديث حجة. وقال أبو حاتم: ثقة إمام في الحديث.
وقال ابن المديني: له نحو من أربعمائة حديث.
وروى عبد الله بن مصعب عن هشام قال: وضع محمد بن علي والد المنصور وصيته عندي.
وروى الزبير بن بكار عن عثمان بن عبد الرحمن قال: قال المنصور لهشام بن عروة يا أبا المنذر تذكر يوم دخلت عليك أنا وأخوتي مع أبي وأنت تشرب سويقا بقصبة يراع فلما خرجنا قال أبونا: اعرفوا لهذا الشيخ حقه فإنه لا يزال في قومكم بقية ما بقي. قال: لا أذكر ذلك يا) أمير المؤمنين، فلاموه في ذلك، وقال: لم يعودني الله في الصدق إلا خيرا.