常陸土浦藩の第11代藩主であり、最後の藩主。嘉永5年（1852年）に江戸小石川の水戸藩邸で生まれ、慶応4年（1868年）に藩主土屋寅直の養子として家督を継ぐ。明治2年（1869年）、版籍奉還により土浦藩知事に任命。明治4年（1871年）の廃藩置県後は東京に移り、内務省の御用掛や勧農局事務取扱役を務めた。職を辞した後、士族の没落を防ぐため農地開発を推進し、旧藩士の開墾事業を支援。明治17年（1884年）、華族令により子爵に叙せられる。明治25年（1892年）に41歳で死去。