본관은 파평(坡平). 자는 유직(幼直). 윤명원(尹明遠)의 증손으로, 할아버지는 부사 윤봉소(尹鳳韶)이다. 아버지는 참판 윤심형(尹心衡)이며, 어머니는 황규하(黃奎河)의 딸이다. 작은아버지 윤심헌(尹心憲)에게 입양되었다.
1753년(영조 29) 사마시에 합격하여 진사가 되고, 1764년(영조 40) 유생9일제(儒生九日製)에서 뽑혀 전시(殿試)에 직부(直赴)되게 되었다. 음보로 은율현감으로 있다가 1765년 식년문과에 병과로 급제, 정언·부교리를 거쳐 1773년 부제학에 오르고 이어 대사성, 승지를 지냈다.
이듬해 형 윤상후(尹象厚)와 더불어 등준시(登俊試)에 병과로 급제, 비변사부제조(備邊司副提調)를 거쳐 참판이 되었다.
1775년 세손(世孫: 정조)이 대리청정하게 되자 홍인한(洪麟漢)과 이를 극력 반대, 세손을 보호하는 홍국영을 배척하였다. 정조가 즉위한 1776년 정후겸(鄭厚謙)과 더불어 해남에 유배되고 거제로 옮겨졌다. 이어 국청(鞫廳)이 열리고 그 일파가 신문을 받던 중에 고문으로 장사(杖死)되었다.