生涯
少年時期
直孝是井伊直政的次子，與異母兄長直勝同於1590年誕生。據說由於直政的正室唐梅院出身高貴（征夷大將軍德川家康的養女），直孝從出生開始便沒見過父親，而是與母親印具氏一同生活在上野國的北野寺。1601年，直孝回到井伊家的領地佐和山城。
1602年，父親去世，兄長直勝繼任家督，但年幼體弱的直勝無法服眾，故請大將軍家康進行裁定。家康稱直孝的性格與其父一般孤傲剛烈，能擔大任，故決定：直政的家臣團由直勝統領，而直政部下的軍隊（由原武田軍組成的井伊赤備隊，也是德川配下的第一精銳部隊)指揮權則交予直孝。另外井伊氏原有領地為直孝所有，直勝則轉封上野國安中。
1602年，直孝成為將軍繼承人德川秀忠的近習。1605年，主公秀忠繼任二代征夷大將軍，同年，直孝就任從五位下掃部助。1608年就任書院番頭，並獲封上野國刈宿5000石。1611年成為上野白井藩1萬石大名，同時就任大番頭，1613年就任伏見城番役。
大阪之陣
《信長之野望：戰國立志傳》的井伊直孝1614年大阪冬之陣，家康指名井伊家作為大將出戰。24歲的直孝與松平忠直一起被委任擔當八丁目的攻略。在真田丸之戰中，直孝中了真田幸村的計謀，遭到真田軍與木村軍的齊射攻擊，造成500人以上的巨大傷亡。直孝為減少傷亡違反軍令臨時撤退，戰後因為受到了家康庇護，才沒受到軍法處罰。
1615年，直孝被家康指認為井伊氏第25代家督，繼承彥根藩18萬石中的15石（兄長直勝則變為分家，領剩下的3萬石）。
1615年，大阪夏之陣，直孝與藤堂高虎一同擔任先鋒，在八尾・若江之戰中先後擊破木村重成、長宗我部盛親，因表現出眾，被人稱作“井伊的赤牛”。後接受秀忠的命令，包圍大阪城天守閣內的豐臣秀賴與淀殿母子。戰後，直孝因功受賞5萬石，官位升任從四位下侍從。
大阪戰後
大阪之戰後，直孝走在路上忽然聽到有人大叫“昔日的大將也居然要吃這種下等人吃的料理，不如早點殺了我好！”原來是戰敗被俘的豐臣方大將長宗我部盛親。直孝立馬下令將他解綁，與自己一同就餐。
直孝將盛親之事通報秀忠，盛親由此得到了秀忠的接見。盛親與秀忠說：“八尾之戰本可取勝，可一隊紅甲騎兵突然出現在我部後方，譜代家臣30餘人戰死，想不敗也不行了。”直孝說：“那是我井伊家的赤備。”盛親回道：“你是名將之後，所以我戰敗又有什麼冤枉可言呢。”
後來秀忠讓盛親評論雙方的東西方部隊，盛親說道：“德川軍最大的功臣乃是令在下敗走的井伊直孝殿，而豐臣方最大的罪臣就是在下。”
強權大老
直孝和家光1632年，秀忠臨終之前，任命直孝擔任三代將軍德川家光的監護人（大政參與）。這也是“幕府大老”這一職位的首次出現。
家光時代，直孝領35萬石，在幕府歷代譜代重臣當中是絕無僅有的第一。另外，直孝主持了四代將軍德川家綱的成人禮，憑弔家康的東照宮祭也從直孝開始為井伊家所壟斷。多次代表國家與朝鮮交涉，一直到70歲去世為止，直孝都作為幕府眾臣之筆頭主導著江戶幕府的政治事務。
當時，中國南明的政權為清政權所覆滅，鄭芝龍向幕府求援要求出兵，因為武士時代結束後大量浪人出現，家光與叔父德川賴宣都支持出兵，直孝則不願干涉別國內政，又因豐臣秀吉出兵朝鮮並而導致政權覆滅的前車之鑑，堅決反對出兵。鬥爭的結果是，連主公家光都向直孝妥協。
晚年生活
直孝非常崇尚勤儉節約，到晚年尤甚，在彥根城下令所有人都要穿得簡樸，並宣稱“如果有誰穿得太華麗大家可以一起往他身上抹泥”，彥根城下的居民也由此變得崇尚簡樸。直孝的醫生也稱他實在太不注重養生，年輕時打仗也經常睡在濕地上，年老時院子裡也雜草叢生。
由於長子直滋從小就被主公秀忠、家光所寵愛，一直生活在江戶，身在彥根的直孝無法親自教育，兒子養成了傲慢的性格，父子倆經常吵架。直孝去世前一年（1658年），直滋擅自出奔，遁世去當和尚。1659年4月，直孝立小兒子直澄作為繼承人，同年繼任家督。1659年，直孝去世，死前下令本家的殉死制度已被廢止，他死後6年，幕府也開始效仿井伊家，向全國下令禁止殉死制度。
直孝的法名是“久昌院殿豪德天英大居士”。墓所為東京都世田谷區的大溪山豪德寺。
相關人物
父親：井伊直政
井伊直孝母親：印具氏
義母：唐梅院
大姐：政子（松平忠吉室）
兄長：井伊直勝
妹妹：京姬（伊達秀宗室）
正室：阿喜姬（蜂須賀家政之女）
兒子：井伊直滋、松千代（夭折）、直寬、直繩、直澄
主公：德川秀忠→德川家光→德川家綱
逸話
勿謂言之不實
關原之戰時家康曾向伊達政宗許諾給其加封百萬石，事後政宗（說起來也是直孝妹妹的公公）拿著欠條向幕府要債，直孝在調停之時這樣說：“這確實是神君家康公的親筆信。但是呢過去的話，一百萬石也好兩百萬石也好都是沒問題的。可現在時代不同了啊，在這個和平的年代哪來的這么多地呢？這種沒有意義的磨難最好還是不要再發生了啊。”政宗只能捏著欠條一邊咬牙切齒地抱怨一邊無奈接受。
神君私生子說
當時很多人質疑直孝並非井伊直政之子，而是德川家康與印具氏的私生子，理由大體如下：
家康在裁定時無故奪取直勝的權利，將領地與大權都交予直孝；.大阪之陣中，因為直孝違反命令擅自出擊造成了德川軍大量死傷，家康非但未有責罰反，反而直接指定直孝正式成為井伊氏家督。
對比畫像與木像，直孝的相貌為長方臉蛋、刀眉怒目，十分剛正威武，像極了年輕時的家康，與柔和俊美的直政則全無相似之處。另外直孝言動溫厚、霸氣內斂，奉行簡樸節約，性格也非常接近家康。
唐梅院強勢送走直孝母子一說基本照搬秀忠之妻阿江趕走保科正之的故事，而直政性格強勢毫無懼內之相，故疑此乃為掩蓋真相而編造的謊言。
1.家康在裁定時無故奪取直勝的權利，將領地與大權都交予直孝；.大阪之陣中，因為直孝違反命令擅自出擊造成了德川軍大量死傷，家康非但未有責罰反，反而直接指定直孝正式成為井伊氏家督。
2.對比畫像與木像，直孝的相貌為長方臉蛋、刀眉怒目，十分剛正威武，像極了年輕時的家康，與柔和俊美的直政則全無相似之處。另外直孝言動溫厚、霸氣內斂，奉行簡樸節約，性格也非常接近家康。
3.唐梅院強勢送走直孝母子一說基本照搬秀忠之妻阿江趕走保科正之的故事，而直政性格強勢毫無懼內之相，故疑此乃為掩蓋真相而編造的謊言。
招財貓的由來
井伊直孝直孝某次出門獵鷹，路過一座破舊的小廟（弘徳庵），看見門口有一隻白貓在向他招手，於是他便進了寺廟。正在此時，廟外雷雨大作。直孝在躲雨期間與和尚相談進而熟識，後來這座寺廟被改建成一座大寺，即井伊家的福祉菩提寺。而那隻招手的白貓則被井伊家尊作“能帶來好運的喵咪”，並將它的塑像放在菩提寺里供奉起來。同時也是日本國“招財貓”的由來，因為大受歡迎，後來傳至其他國家。
現代彥根喵的卡通形象也是以其為原型，頭戴大沖天的赤備頭盔的可愛貓咪，作為彥根市的吉祥物，曾經一度勇奪日本吉祥物人氣第一的桂冠。
