เมื่อท่านอายุได้ 13 ปี ได้บรรพชาเป็นสามเณร ซึ่งเป็นการบรรพชาหน้าศพ (บวชหน้าไฟ) ของเจ้าอาวาสวัดป่าดั๊ว 7 วันได้ลาสิกขาและท่านได้บรรพชาเป็นสามเณรอีกครั้งเมื่ออายุ 15 ปีและจำวัดอยู่ที่วัดบุญยืน จังหวัดลำปาง ท่านได้ศึกษาด้านพระปรัยัติธรรมจนสามารถสอบนักธรรมชั้นโทได้ในปี พ.ศ. 2474 และได้อุปสมบทเป็นพระภิกษุในปีถัดมา โดยมี พระธรรมจินดานายก เจ้าอาวาสวัดบุญวาทย์วิหาร อดีตเจ้าคณะจังหวัดลำปาง เป็นพระอุปัชฌาย์ ท่านได้รับฉายาว่า "เขมโก" แปลว่า ผู้มีธรรมอันเกษม โดยพระภิกษุ เจ้าเกษม เขมโก ได้ศึกษาภาษาบาลีที่สำนักวัดศรีล้อม ต่อมาได้ย้ายมาศึกษาแผนกนักธรรมที่สำนักวัดเชียงราย

พ.ศ. 2479 ท่านสามารถสอบได้นักธรรมชั้นเอก ท่านเรียนรู้ภาษาบาลีจนสามารถเขียนและแปลได้ รวมทั้งสามารถแปลเป็นภาษามคธได้ เป็นอย่างดี แต่ท่านไม่ยอมสอบเอาวุฒิ จนครูบาอาจารย์ทุกรูปต่างเข้าใจว่าพระภิกษุ เจ้าเกษม เขมโก ไม่ต้องการมีสมณะศักดิ์สูง ๆ เรียนเพื่อจะนำเอาวิชาความรู้มาใช้ในการศึกษาค้นคว้าพระธรรมคำสอนของพระบรม ศาสดาเท่านั้น

เมื่อสำเร็จทางด้านปริยัติธรรมแล้ว ท่านแสาะแสวงหาครูบาอาจารย์ที่มีความรู้และมีความเชี่ยวชาญในด้านวิปัสสนา จนกระทั่ง ท่านทราบข่าวว่ามีพระเกจิรูปหนึ่งมีชื่อเสียงในด้านวิปัสสนา คือ ครูบาแก่น สุมโน ท่านจึงฝากตัวเป็นศิษย์ ท่านได้ตามครูบาแก่น สุมโน ออกท่องธุดงค์ไปแสวงหาความวิเวกและบำเพ็ญเพียรตามป่าลึก จนถึงช่วงเข้าพรรษาซึ่งพระภิกษุจำเป็นต้องยุติการท่องธุดงค์ชั่วคราวท่านจึง ต้องแยกทางกับพระอาจารย์ และกลับมาจำพรรษาที่วัดบุญยืนตามเดิม พอครบกำหนดออก ก็ติดตามอาจารย์ออกธุดงค์บำเพ็ญภาวนา

ต่อมา เจ้าอธิการคำเหมย เจ้าอาวาสวัดบุญยืน มรณภาพลง ทางคณะสงฆ์ได้ประชุมกันเพื่อหาเจ้าอาวาสรูปใหม่และต่างลงความเห็นพ้องต้อง กันเก็นควรว่า พระภิกษุ เจ้าเกษม เขมโก มีคุณสมบัติเหมาะสมกับตำแหน่งเจ้าอาวาส เมื่อท่านได้รับเลือกเป็นเจ้าอาวาสวัดบุญยืน ท่านก็ไม่ยินดียินร้าย แต่ท่านก็ห่วงทางวัดเพราะท่านเคยจำวัดนี้ ท่านเห็นว่าถือเป็นภารกิจทางศาสนาเพราะท่านเองต้องการให้พระศาสนานี้ดำรง อยู่ จึงยอมรับตำแหน่งเจ้าอาวาสวัดบุญยืน หลังจากนั้นท่านก็ตัดสินใจลาออกจากตำแหน่งเจ้าอาวาสหลายครั้งเนื่องจาก ท่านอยากจะออกธุดงค์ แต่ไม่เป็นผลสำเร็จ ดังนั้น ท่านจึงออกจากวัดบุญยืนไปที่ศาลาวังทานพร้อมเขียนข้อความลาออกจากการเป็น เจ้าอาวาสไว้ด้วย

หลวงพ่อเกษม เขมโก เป็นพระสายวิปัสสนากรรมฐาน ไม่ยึดติดแม้แต่สถานที่ ท่านได้ปฏิบัติธรรม ณ สุสานไตรลักษณ์ตลอดชนชีพ เป็นพระที่เป็นที่เคารพสักการะของคนในจังหวัดลำปางและทั่วประเทศ ท่านปฏิบัติศีลบริสุทธิ์ตามพระธรรมคำสั่งสอนของพระสัมมาสัมพุทธเจ้าโดยไม่ ติดยึดในกิเลสทั้งปวง หลวงพ่อเกษม เขมโก ได้ถึงแก่พิราลัย ณ ห้องไอซียู โรงพยาบาลลำปาง จังหวัดลำปาง เมื่อเวลา 19.40 น. ของวันจันทร์ที่ 15 มกราคม พ.ศ. 2539 ซึ่งตรงกับวันแรม 11 ค่ำ เดือน 2 ยังความอาลัยเศร้าโศกเสียใจมายังหมู่สานุศิษย์ทั่วประเทศ ส่วนสรีระของท่านนั้นก็ยังความอัศจรรย์ด้วยเนื่องจากไม่เน่าเปื่อยเหมือน อย่างสังขารทั่วไป ทั้งยังเขียนป้ายบอกผู้ที่มาเคารพสรีระ ท่านด้วยว่าให้พนมมือไหว้ที่หน้าอกเพียงครั้งเดียวแล้วไม่ต้องกราบแบบ เบญจางคประดิษฐ์อย่างศพของพระเถระทั่วไปนับว่าท่าน นั้นถือสมถะเป็นอย่างมาก ๒๘ พฤศจิกายน ๒๔๕๕ ตรงกับวันพุธ เดือนยี่ (เหนือ) ปีชวด ร.ศ.131