他出生于出羽国楯冈村（今山形县村山市）一户贫穷农家，是高宫家的长子，幼名元吉。也有说法认为他生于1755年。他帮助家里在奥州各地叫卖烟草，同时坚持自学。
前一年父亲去世后，他虽是长子，却把家业交给弟弟们，立志求学来到江户。他在幕府医官山田图南家做仆役，同时学习医术和数学。这是贫苦农家之子想凭学问立身的果敢决定。
他进入精通天文、测量和海外情况的本多利明的音羽塾。利明是主张对外贸易和开发北方的经世家，德内在学习测量技术的同时也接受了他的思想。他还曾前往长崎修习算术。
在老中田沼意次主导下，幕府计划调查虾夷地。他代替生病的老师利明受到推荐，以挑夫的低微身份加入调查队。他与青岛俊藏等人从钏路调查到根室，并在阿伊努首领伊科托伊带领下渡海到国后岛。
他在松前过冬后再次渡海到国后岛，与伊科托伊等人一路前往择捉岛和得抚岛。在择捉岛他遇到俄国人，通过阿伊努人居中交流，了解俄国情况。但这一年田沼失势，虾夷地开发被中止。
前一年他想再次前往虾夷地，却被松前藩识破身份而遭驱逐。他投靠在陆奥国野边地结识的船夫新七并定居下来，与经营酿酒和航运的商家岛谷屋之女笔结婚，成为上门女婿。
虾夷地爆发阿伊努人起义“国后·目梨之战”，德内通报了江户的青岛。他随青岛前往调查，但回到江户后，两人被怀疑行为超出职责而被投入监狱。青岛在狱中病故。
德内在狱中也患了病，但在老师利明等人的奔走下被判无罪释放。随后他因经验和能力受到赏识，被提拔为幕府普请役。农民出身者成为幕府官员，在当时是罕见的晋升。
他奉幕府之命前往库页岛调查地理，并察觉到松前藩的走私贸易和对阿伊努人的严酷对待。在此之前的虾夷地之行中，他还教阿伊努人种植作物，并要求统一交易用秤。作为精通虾夷地的官员，他屡次被派往北方。
在幕府大规模虾夷地调查中，他作为近藤重藏的部下渡海到择捉岛，竖立了表示日本领土的“大日本惠登吕府”标柱。他还负责开辟日高山区的道路工程，但与调查队负责人意见冲突而被解职。
在与俄国关系日趋紧张之际，他奉命驻守库页岛，从宗谷渡海。他从南部的亚庭湾绕行至西海岸，还见到往返于大陆之间的山丹船。他前后九次渡海到虾夷地，被称为当时首屈一指的虾夷通。
他拜访来到江户的德国医生西博尔德，多次会面讨论北方情况和学问。他向西博尔德展示间宫林藏调查的库页岛地图，并协助其研究阿伊努语。据说他是西博尔德最信任的日本人之一。
他晚年住在江户浅草，于这一年去世。他的著作《虾夷草纸》介绍北方地理、阿伊努人的生活和俄国情况，经西博尔德传播到世界。他与国学者平田笃胤终生交好。
茑屋重三郎上杉鹰山大黑屋光太夫喜多川歌麿大槻玄泽良宽松平定信葛饰北斋
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