遠江掛川藩の第4代藩主であり、後に越後与板藩の初代藩主となる。近江彦根藩主井伊直興の十二男で、掛川藩主井伊直朝の養嗣子として宝永2年（1705年）に跡を継いだ。翌年、越後三島郡に2万石を与えられ与板藩に移封された。正徳5年（1715年）には徳川家康の100回忌で日光祭礼奉行を務める。享保16年（1731年）、長男直陽に家督を譲り隠居。寛保2年（1742年）に江戸で死去した。享年49。