裴叔业，河东闻喜人。曹魏冀州刺史裴徽的后人。五代祖裴苞，晋朝任秦州刺史。祖裴邕，从河东迁居襄陽。父顺宗、兄叔宝仕官萧道成，都有名位。
裴叔业少有气度才干，颇以将略自许。出仕萧赜，历任右军将军、东中郎将谘议参军。萧鸾见到叔业便大为惊奇，对他说：“卿有如此有志之相，何怕不大富贵。应该不断努力。”萧鸾任职豫州，引荐他为司马，带领陈留太守。萧鸾入朝辅政，裴叔业经常埋伏壮士数百人于建业。等到萧鸾废除昭文帝，叔业率众前去支援。萧鸾自立为帝，任命裴叔业为给事黄门侍郎，封为武昌县开国伯，食邑五百户。高祖南巡，车驾停驻钟离。萧鸾拜叔业为持节、冠军将军、徐州刺史，率水军进到淮河边。离魏王军马十里，魏高祖令尚书郎中裴聿前去与他交谈。裴叔业盛饰左右衣服玩好对裴聿夸口说：“我在南方富贵正如你现在所看到的，哪像你在那边这种简陋的样子呢。”裴聿说：“伯父仪服的确很华美，但是惟恨不能白日出游耳。”迁为辅国将军、豫州刺史，屯军寿陽。
萧鸾死，子宝卷自立，迁任裴叔业本将军、南兖州刺史。逢陈显达围攻建业，裴叔业派司马李元护率军支援萧宝卷，其实是响应陈显达。显达军败还归。裴叔业以内难未止，不愿任职南兖州，因其离建业近，受制于人。宝卷宠幸的人茹法珍、王..之等怀疑他有异心，去去来来的人都说裴叔业是北方的人。叔业兄子裴植、裴..、裴粲等，弃母逃奔寿陽。茹法珍等以其既在疆场，情急之下就会招引魏兵，无法控制他，准备拘禁起他，告诉宝卷派中书舍人裴长穆慰犒诱引他，叔业收下了东西但没钻进圈套。
叔业虽说得到了调停，但仍忧惧不已，派亲近的人马文范到萧宝卷的雍州刺史萧衍那里寻求自安自保的计策说：“天下之事，大势可知，恐怕现今没有自立之理。雍州如能牢牢把住襄陽，辄当戮力自保；如不然，回面向魏，也可作河南公。”萧衍派文范报说：“群小用事，能维持多久。多派人相代，力量不允许；少派人，则又于事不足。想来想去，一无所成。你只有送家属到京城以安慰他们，自然没有祸患。如若他们意外相逼，我就统领马步兵二万直出横江，断他们后路，则天下事就可一举而定了。你若想向北，魏廷必定派人取代你，把你处置在黄河北面某地，河南公哪里还能得到？像这样则南归的希望就断绝了。”裴叔业犹豫不决，派信使到豫州刺史薛真度那里去，询访入魏国可否事宜。薛真度写信作答，大讲魏朝风化惟新之美，知卿不是没有投诚之心，只是自己不能早下断决罢了。但是怕临时情急之下，就不会那么从容不迫了。
裴叔业迟迟下不了反叛的决心，薛真度也派使者再做他的工作。叔业于是派儿子裴芬之及兄女丈夫韦伯昕奉表附朝廷。景明元年(500)正月，世宗下诏说：“裴叔业明敏秀发，归魏英款早悟，驰表送诚，忠心高节，振扬往古，应加以褒扬，以彰扬先知先觉的人。可任为使持节，散骑常侍，都督豫、雍、兖、徐、司五州诸军事，征南将军，豫州刺史，封兰陵郡开国公，食邑三千户。”又赐给叔业玺书说：“前后使者往返，有敕书，想必卿已明朕心一二。萧宝卷昏狂，日滋月甚，婬虐遍及宰辅，横暴乃加贵戚，婬刑既逞，朝无孑遗，国有瓦解之形，家无自安之计。卿你兼具智勇，深有祸兆，翻然反叛，高举义旗，去除这种危机祸乱。朕日想夜念，深深称赞你的功勋。前番即敕豫州沿边诸镇兵马，前往赴援。杨大眼、奚康生铁骑五千，急驱上路；彭城王元勰、尚书令王肃精兵十万，络绎继发。准备长驱淮海，电击衡山、巫山。卿可同心戮力，里应大举。殊功茂绩，所凭卿为，高名厚禄，舍你取谁？朕并有敕给州中佐吏以及南方人士，只要谁有微功片绩，朕必定加以褒赏。”
军队没来得及渡过淮河，裴叔业病逝，享年六十三岁。李元护、席法友等推举裴叔业兄长的儿子裴植监理州事。魏廷赠给他开府仪同三司，其余官爵仍旧。谥称忠武公，赐给东园温明秘器、朝服一套、钱三十万、绢一千匹、布五百匹、蜡三百斤。