他出生于担任长崎町年寄的高岛茂起家，是第三个儿子。据说他的祖先是近江国高岛郡的武士，属于近江源氏佐佐木氏一脉。长崎当时是日本唯一与海外相通的城市，在这里长大使秋帆很早就把目光投向世界。
他继承父亲成为町年寄，后来担任掌管长崎贸易的长崎会所调役头取。他还在大坂的汉学塾泊园书院学习。他在长崎得知西洋炮术与日本炮术差距巨大，深感震惊，开始强烈感到照此下去无法保卫国家的危机。
他通过出岛的荷兰人学习荷兰语和西洋炮术，自费购置枪炮，反复研究，终于创立了独具特色的高岛流炮术。这是他利用作为官员并参与贸易的富裕家庭的财力以及长崎的地利而努力的成果。
他向前一年入门的佐贺藩武雄领领主锅岛茂义授予了表示传授全部炮术的免许皆传，同时赠送了自己制造的第一门火炮，一门青铜臼炮。茂义后来成为佐贺藩推进西式军备的先驱，秋帆的教导也传播到各地。
他得知清朝在鸦片战争中正败给英国，出于强烈的危机感，向幕府呈交了呼吁实现火炮近代化的意见书，称为天保上书。对秋帆来说，大国清朝屈服于西洋军事力量，是日本也可能遭遇同样命运的警告。
他在武藏国德丸原举行了日本首次西式炮术和枪队的公开演习。士兵们身穿筒袖上衣和窄裤，头戴黑漆圆锥形斗笠，这种陌生的装束令前来观看的官员大为吃惊。凭借这次成功，秋帆作为炮术专家受到幕府重用，还受到老中阿部正弘的称赞。
他奉幕府之命，向伊豆韭山代官江川英龙和旗本下曾根信敦传授西洋炮术。两人又培养了更多门人，高岛流炮术传遍全国。江川后来致力于建造反射炉和炮台，秋帆的教导成为支撑幕末海防的力量。
他被追究长崎会所长年管理混乱的责任，被长崎奉行逮捕入狱，高岛家被废绝。通行的说法是嫉妒秋帆财力和名声的鸟居耀藏诬告他走私，但也有其他说法。他被交给武藏国冈部藩看管，但各藩仍秘密向他求教。
佩里来航使社会形势发生变化，秋帆获赦出狱。他在幽禁期间认识到只闭关守海的政策是错误的，开始认为应当开国与外国通商。于是他向幕府呈交了主张开国通商的意见书，称为嘉永上书。
他在幕府为学习武术和西式炮术而设立的讲武所指导炮术。在要求驱逐外国人的呼声高涨之际，他仍致力于幕府的炮术训练。曾被视为罪人的秋帆，再次成为承担国防之人的老师。
他编纂了展示西式步兵动作的《步操新式》等教练书。据说由于荷兰人以军事用语必须使用荷兰语作为传授条件，秋帆的口令全部用荷兰语下达。后来他的门人把口令换成了日语。
他未能看到明治维新便去世了。据说他的门人改成日语的口令，形式逐渐变化，后来作为日本军队和学校的口令普及开来。演习地德丸原后来以秋帆之名命名为高岛平，这个名字至今仍在流传。
佩里西博尔德歌川广重歌川国芳宇田川榕庵德川齐昭江川英龙川路圣谟
内容基于教科书和传记中可以确认的史实，不确定之处会注明。