وی در سال ۴۷ ه. ق در مدینه منوره دیده به جهان گشود و در سن دو سالگی پدر گرامی اش امام حسن مجتبی (ع) را از دست داد و یتیم شد، از آن پس تا هنگام شهادت در دامان پر عطوفت عموی ارجمند خود حضرت اباعبدالله الحسین (ع) پرورش یافت. قاسم در واقعه عاشورا و به هنگام شهادت در سن نوجوانی بود و به حد بلوغ نرسیده بود؛ زیرا به سن سیزده چهارده سالگی بوده است.
حضرت قاسم به اتفاق مادر و برادران و خواهران همراه عم بزرگوارش امام حسین (ع) به کربلا آمد.
مورخان از امام سجاد (ع) نقل کرده‌اند که: «شب عاشورا پدرم خطبه‌ای خواند و به همه یاران و جوانان بنی هاشم فرمود، فردا من و همه شما کشته خواهیم شد و سپس به همه یاران و بستگان اجازه مرخصی داد تا از تاریکی شب استفاده کنند و بروند. اما هر کدام از اصحاب و بستگان برخاستند و اعلان وفاداری کردند و گفتند ما تو را ترک نمی‌کنیم تا کشته شویم».
در پی این خطبه و اعلان وفاداری اصحاب و نزدیکان، طبق نقل شیخ عباس قمی، حضرت قاسم- که در سن نوجوانی بود و هنوز به حد بلوغ نرسیده بود پنداشت که افتخار شهادت از آنِ مردان و بزرگسالان است و شامل نوجوانان نمی‌شود، از این رو خدمت عم گرامش حضرت حسین (ع) عرض کرد:
آیا من هم فردا جز کشته شدگانم.
امام (ع) از او پرسید:
پسرم، مرگ در نزد تو چگونه است؟
قاسم عرض کرد:
أحلی مِن العَسل؛ ای عمو جان، مرگ برای من از عسل شیرین‌تر است.
سپس حضرت به او فرمود: «عمویت به فدایت، آری تو هم پس از ابتلای به بلایی بزرگ کشته خواهی شد و پسر کوچکم عبدالله (شیرخواره) هم کشته می‌شود، بعد گفت: عمو جان کار به آنجا می‌رسد که کودک شیرخوار را بکشند؟، فرمود: آری…»
روز عاشورا پس از شهادت علی اکبر، قاسم چون امام (ع) را تنها و بی یاور دید خدمت عمو رسید تا از او اجازه میدان بگیرد، اما حضرت چون او را نوجوان و در حدی که در صحنه کارزار به نبر بپردازد ندید، لذا به او اذن میدان نداد، اما قاسم اصرار ورزید تا از عمو اذن گرفت و راهی میدان شد.
ابوالفرج اصفهانی و دیگران نقل کرده‌اند: وقتی قاسم بن حسن خدمت امام آمد تا اذن میدان بگیرد، حضرت نظری بر او کرد و دست بر گردنش انداخت و او را در آغوش کشید، و هر دو گریستند
بعد امام (ع) از دادن اجازه خودداری کرد و قاسم اصرار ورزید حتی در روایت آمده به دست و پای امام (ع) بوسه می‌زد تا آنکه به او اذن میدان داد.
و در حالی که اشک بر گونه‌هایش جاری بود از عمو جدا شد و در برابر سپاه دشمن این رجز را می‌خواند:
إن تَنکرونی فأنا ابنُ الحسنِ سِبطُ النَّبیِّ المُصطفی المؤتَمَن
هذا حسینٌ کالاَسیر المُرتَهن بینَ اُناسٍ لاسُقوا صوبَ المُزن
اگر مرا نمی‌شناسید من فرزند حسن هستم که او فرزند پیامبر برگزیده و موتمن است؛
این حسین است که همانند اسیر در میان گروهی اند که خدا آنها را از بارانش سیراب نکند.
برخی از مورخان چون شیخ مفید و ابوالفرج اصفهانی از حمید بن مسلم این گونه نقل کرده‌اند: «من در میان سپاه عمر سعد ایستاده بودم نوجوانی را دیدم که به جانب ما آمد، صورتش گویا قرص قمر بود و شیمشیری در دست و قبا و پیراهن در بر، و نعلینی به پا داشت اما بند یکی از نعلین او پاره شد و فراموش نمی‌کنم که بند نعلین پای چپ او بود، وارد معرکه کارزار شد. عمروبن سعید ازدی به من گفت: به خدا سوگند به او حمله خواهم کرد و او را به هلاکت می‌رسانم!
به او گفتم: سبحان الله چه منظوری داری؟ این گروه که اطراف او را گرفته‌اند او را بس است، پاسخ داد: چنین نیست، به خدا بر او حمله خواهم کرد و او را خواهم کشت، این را گفت و به قاسم (ع) حمله کرد شمشیری بر فرق او زد که سرش شکافته شد، و به صورت به روی زمین افتاد و فریاد برآورد: ای عمو جان به فریادم برس، حسین (ع) چون باز شکاری خود را بر بالین قاسم رسانید و مانند شیر خشمگین به قاتل او حمله کرد و ضربتی با شمیربه قاتل او، (عمر بن سعد ازدی) زد تا او را بکشد اما او دست خود را پیش آورد که دستش از مرفق جدا شد، در این حال فریاد زد و کمک طلبید، سپاه کوفه برای نجات او شتافتند و جنگ سختی درگرفت در این میان عمروبن سعید، نجات یافت، اما بدن حضرت حضرت قاسم (ع) زیر سم اسبان خرد شد».
راوی گوید: چون گرد و غبار میدان فرو نشست امام حسین (ع) را دیدم که بالای سرقاسم ایستاده و قاسم پاهای خود را به زمین می‌کشید و آخرین لحظات عمر را می‌گذراند، امام (ع) که از این حالت فرزند برادر سخت ناراحت بود در حق دشمن نفرین کرد و چنین فرمود:
از رحمت خدا دور باشند مردمی که تو را کشتند، و دشمن آنها روز قیامت، جدّ تو است.
سپس خطاب به قاسم فرمود: - به خدا سوگند، چقدر بر عموی تو سخت است که او را به کمک بخوانی ولی از دست او کاری برنیاید و اگر کاری هم بکند برای تو سودی نداشته باشد، زیرا در این روز دشمنان او بسیار و یاورانش اندکند.
آن گاه امام (ع) پیکر بی جان و لگد کوب شده قاسم را به سینه گرفت و از میدان نیرد بیرون برد، حمید بن مسلم می‌گوید: نگاه می‌کردم پاهای قاسم به زمین کشیده می‌شد، و امام او را به سینه چسبانیده و او را کنار کشته فرزندش علی اکبر و سایر شهدای بنی هاشم قرار داد.
دلاوری نوجوان و سلحشوری کوچک در سرزمین قهرمان پرور کربلا حماسه ای بزرگ و در خور ستایش آفرید و در دفاع از آرمان مقدس اسلام خون خویش را نثار کرد.