信濃守護・小笠原政長の嫡男。貞和３：正平２年（１３４７）１月２７日に生まれる。兵庫助・弾正少弼・信濃守。信濃守護。
南朝方と北朝方の争乱では足利尊氏が奉じる北朝方に与し、文和２：正平８年（１３５３）には南朝方で信濃国伊那郡の仁科氏を城郭から追い落したことを尊氏から賞されたという。また文和４：正平１０年（１３５５）８月には、諏訪氏や仁科氏といった信濃国の南朝方勢力を糾合した宗良親王（後醍醐天皇の皇子）と桔梗ヶ原で戦って勝利したとされる。当時、信濃は関東府の管轄下にあったが、長基は一定地域の軍事指揮権を保持していた。
しかしこの頃の長基は系図等の記載が正しければ１０歳にも満たない少年ということになり、先述の事蹟については疑問も残るが、名目上の大将ということであろうか。
文和４：正平１０年５月には信濃守護に補任されており、貞治４：正平２０年（１３６５）７月までは在職したと推定されている。また、この年３月に父の政長が死去し、名実ともに小笠原氏の当主となった。
信濃守護職は貞治５：正平２１年（１３６６）に犬懸上杉朝房に、ついで至徳元：元中元年（１３８４）までには斯波義種に移っているが、至徳４（＝嘉慶元）：元中４年（１３８７）４月には村上頼国・高梨朝高・島津国忠ら北信濃の国人領主と連合し、信濃守護代・二宮種氏を平芝の守護所に襲撃している。
永徳３：弘和３年（１３８３）、所領を子の小笠原長秀に譲る。長秀は応永６年（１３９９）に信濃守護に任じられ、翌年の信濃国入部に際して大塔合戦が勃発しているが、このときの長基の動静は不詳である。
明徳２年（１３９１）の明徳の乱に、幕府方として出陣している。
応永１４年（１４０７）１０月６日に没した。享年６１。