据传生于侍奉足利氏的高一族。生年不明，有后来说法定为1299年前后，但诸说并存。父为师重。自幼在尊氏身边长大，习得实务与军略。
元弘之乱中追随足利尊氏，参与推翻镰仓幕府。建武新政时任职于杂诉决断所等，作为尊氏的代官行事。在乱世中作为主君右臂迅速提高了存在感。
中先代之乱后尊氏背叛建武政权时，师直率军作战，在京都、九州一带立功。他成为以军事实务支撑尊氏通往将军之路的核心人物。
与南朝名将北畠显家交战并击败之。畿内之战巩固了幕府优势，师直武名更高。《太平记》把他写成轻视权威的新型武士，也影响了后世故事。
尊氏成为征夷大将军后，师直任将军家执事。掌握恩赏与奉书实务，对武士的命令多经他发出。与弟师泰一起，在军事与内政两方面支撑草创期的幕府。
作为执事处理武士恩赏申请，以奉书向下传达将军旨意。连接军事与行政的实务对草创期幕府不可或缺。
在河内四条畷击败楠木正行（正成之子），正行战死。给南朝以沉重打击，作为执掌幕府军事的第一人展示了存在感。但其势头加深了与掌管政务的足利直义的对立。
与掌管政务的尊氏之弟足利直义激烈对立。师直包围直义宅邸，迫使直义出家退出政务，自己恢复执事掌握实权。这是导致幕府分裂之争的开端。
直义逃离京都与南朝联合，对抗尊氏、师直的观应之乱爆发。昔日盟友兵戎相见，畿内大乱。师直与尊氏一起对战直义方，但形势逐渐不利。
在摄津打出滨之战中尊氏、师直战败，师直出家投降。在送往京都途中，于摄津武库川附近遭直义派上杉能宪等袭击，与弟师泰等一族一起丧生。享年不明。
后醍醐天皇北畠亲房楠木正成佐佐木道誉新田义贞足利尊氏足利直义二条良基
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