裴休出身河東裴氏東眷房，為浙東觀察使裴肅的次子。他為人正直，有堅定的操守。他童年時，與兄弟一同在濟源的別館學習。裴休常年不出館門，早上講解經籍，晚上學習詩賦。
唐穆宗長慶(821年—824年)年間，裴休由鄉貢入京登進士第。唐文宗大和二年(828年)，又中賢良方正、能直言極諫科第三等 。其後曾擔任數個藩鎮的僚屬，入朝歷任監察御史、右補闕、史館修撰。
唐文宗與宰相宋申錫密議誅除宦官，此事卻被神策中尉王守澄及其黨鄭注得知。大和五年(831年)二月，鄭注令神策都虞候豆盧著誣告宋申錫謀立文宗之弟、漳王李湊。文宗信以為真，大為惱怒，召集宰相等人商議，時任補闕的裴休與右散騎常侍崔玄亮等人都乞求文宗重新和宰相商議，並由相關部門來調查。最終使宋申錫免死，僅被貶為開州(今四川開縣)司馬。
唐武宗會昌(841年—846年)年間，裴休從尚書郎任上被外放，治理數地。
累功拜相
唐宣宗大中(847年—860年)初年，裴休累官戶部侍郎。大中五年(851年)二月，裴休充任諸道鹽鐵轉運使。他改革漕運及茶稅等積弊，頗有政績。又轉為兵部侍郎兼御史大夫，仍領鹽鐵使之職。九月，奉命守(代理)禮部尚書，進階金紫(金魚袋及紫衣)。至少在此前，裴休已獲封河東縣開國子。
大中六年(852年)八月，裴休升任同中書門下平章事(宰相)，仍領鹽鐵使。關於“時政記”的修撰，他建議將所有奏事對問宰相，以達到記事精詳，並無遺漏，進而使史官得以“直書”的目的。此事得宣宗允准。其後累調為中書侍郎。裴休為相共五年。
罷守諸藩
大中十年(856年)，唐宣宗命裴休暢所欲言，對政事提出建議。裴休請求宣宗儘早立太子，宣宗說：“如果立皇太子，那朕就將成為閒人了。”裴休因此不敢再提此事。二月，裴休稱病請辭，宣宗不許。六月，裴休罷相，帶同平章事銜出任檢校戶部尚書、汴州刺史、御史大夫、宣武軍節度使。是年冬，進階金紫光祿大夫、上柱國，以守太子少保之職分司東都(洛陽)。
大中十一年(857年)冬，裴休被起任為檢校戶部尚書、潞州大都督府長史、御史大夫，充任昭義節度、潞磁邢洺觀察使(昭義節度使)。
大中十三年(858年)十月，再加檢校吏部尚書，轉任太原尹、北都留守、河東節度觀察等使(河東節度使)。
大中十四年(859年)八月，以原職調任鳳翔尹、鳳翔隴右節度使(鳳翔節度使)。後任檢校尚書右僕射兼江陵尹、御史大夫，充任荊南節度觀察處置等使(荊南節度使)。
唐懿宗鹹通(860年—874年)初年，裴休入朝擔任戶部尚書，累官至吏部尚書、太子少師。
古稀謝世
鹹通五年(864年)，裴休逝世，享年七十四歲，追贈太尉。
書法
裴休擅長書法，以歐陽詢、柳公權為宗。《舊唐書》記載：“裴休長於書翰，自成筆法。家世奉佛，休尤深於釋典。”董其昌在《容臺別集》也稱：“唐世學書甚盛，皆不為釋典所用。樑肅、房融其書不稱。惟裴休深於內典，兼臨池之能。”
史載裴休的真書、楷書遒媚，行書“尤有體法”，率意天成，卻又法度嚴謹。據《書林紀事》描述，他“鎮太原時，太山建化成寺，寺僧粉額陳筆硯以俟休。休神色自若，以衣袖墨書之，極遒建”。
關於裴休的作品，《宣和書譜》收錄有其行書《判疏言狀》，今已佚。其所書碑碣，今僅存《圭峰定慧禪師碑》。葉昌熾《語石》載：“《圭峰和尚碑》尚存，其書遒緊而無蘊藉，學之易滋流弊。細參之，其運筆之操縱，結體之疏密，與誠懸(即柳公權)昕(訴)合無間。大達法師(《玄祕塔碑》)裴撰文，而柳書之。此碑則柳題額而裴書之。兩碑微言奧義，非精於梵乘者不能作。其文固宜出於一手，竊訝裴之書又何以神似柳，既而豁然悟曰：此碑亦裴撰而柳書，特書丹時並題裴疑耳。”
