Nesebi Hz. Peygamber ile Mürre’de birleşir. Ticaret sebebiyle gittiği Busra’da bir rahibten Hz. Muhammed’in (s.a.s) peygamber olduğunu öğrendi. Bunun üzerine hemen Medine’ye dönüp İslamiyet’i kabul etti. İlk Müslümanlardan olan Talha b. Ubeydullah, Hz. Peygamber’in vahiy katipliğini yaptı. Ayrıca Rasûlullah’ın havalarileri arasında yer alıp cennetle müjdelenen on sahabiden (aşere-i Mübeşşere) biri sayıldı. Müslüman olduğu günlerde Hz. Ebû Bekir ile aynı ipe bağlanarak işkence gördüğünden her ikisi “Karîneyn” (yakın dost) diye anılır. Hz. Ebû Bekir’in ailesini Medine’ye Talha b. Ubeydullah getirmiştir.
Hz. Peygamber tarafından istihbahat toplamak için Şam’a gönderilen Said b. Zeyd ve Talha b. Ubeydullah Bedir Gazvesine katılamadı. Medine’ye ulaştıklarında savaş bitmişti. Bu yüzden onlara da ganimetten pay verildi. Talha b. Ubeydullah Uhud dahil bütün savaşlara katıldı. Uhud’da kahramanca savaşan Talha, Hz. Peygamber’i canı pahasına korudu. Savaş sırasında birçok yerinden yaralanan Talha’nın eli çolak kaldı. O gün üzerinde iki zırh bulunduğu için Uhud kayalığına çıkamayan Resûl-i Ekrem Talha’nın sırtına basarak kayalığa çıkmış ve “Talha’ya cennet vâcip oldu” buyurmuştur.
Peygamber’in hanımlarından dördünün kız kardeşleriyle evlenen Talha’nın on beş çocuğu oldu. Hz. Peygamber’den sonra meydana gelen ridde olaylarının bastırılmasında aktif rol aldı. İlk üç halifeye biat eden Talha b. Ubeydullah daha sonra Hz. Ali’ye biat etti. Ancak daha sonra bu biatın kendisinden zorla alındığını söyleyerek Hz. Osman’ın katillerinin bulunmasını isteyen Hz. Aişe’nin yanında yer aldı. Basra’da Hz. Ali’nin ordusuyla karşılaşan Talha, halifeyle görüşüp savaşmaktan vazgeçti. Savaş olmayacağını düşünen taraflar birden bir çarpışma ile karşılaştı. Cemel Vak’ası denilen bu olayda Talha b. Ubeydullah, Mervan b. Hakem tarafından öldürüldü.
İyi bir hatip olan, zenginliği ve cömertliğiyle tanınan Talha b. Ubeydullah, Hz. Peygamber tarafından “hayr, feyyâz, cûd” sıfatlarıyla anılmıştır. Sahâbenin en zenginlerinden biri olduğu için geriye büyük bir miras bırakmış ve Cemel Vak‘ası sırasında el konulan bazı gayri menkulleri Hz. Ali tarafından çocuklarına geri verilmiştir.