早年鄉試不中，棄文從武。雍正七年（1729年）中武舉人。雍正八年（1730年）庚戌武科，齊大勇連中會元、狀元。授頭等侍衛。歷官山西撫標中軍參將。乾隆七年（1742年），任沅州協副將。乾隆十二年（1747年），任京口中營副將，升襄陽鎮總兵。再調陝西陝安鎮總兵。

乾隆十四年（1749年），出任湖廣提督。乾隆十六年（1751年），任甘肅總兵，調甘肅提督。七月，任陝西固原提督。二十二年（1757年），再任湖廣提督。兩年後，以在固原任內保舉不稱，削職，以參將銜發巴里坤效力。乾隆二十九年（1764年）選授南河南營參將。乾隆三十三年（1768年）母喪，哀毀得疾，次年三月十四日未時卒。

齊大勇文武雙全，好書法。時人稱其「學雅歌投壺，有古名將風」。