본관은 남원(南原). 초명은 윤행임(尹行任). 자는 성보(聖甫), 호는 석재(碩齋). 윤홍(尹泓)의 증손으로, 할아버지는 용안군(龍安君) 윤종주(尹宗柱)이다. 아버지는 익찬(翊贊) 윤염(尹琰)이며, 어머니는 조종철(趙宗哲)의 딸이다.
1782년(정조 6) 별시 문과에 병과로 급제해 검열·주서를 거쳐, 초계문신(抄啓文臣)으로 선발되어 규장각대교에 임명되었다. 시파(時派)로서 1788년 민치화(閔致和)와 함께 유언비어를 퍼뜨리며 백성의 재산을 약탈했다는 벽파(僻派)의 탄핵을 받아 성환에 유배되었다. 이듬해 규장각직각으로 복직되었으며 1792년 이조참의에 이르렀다.
그 해 대사간·이조참의를 거쳐, 이듬해 비변사부제조로 특차되었다가 이조참의로 복직되었으나, 벽파의 공격으로 제학 정민시(鄭民始)와 함께 고양으로 유배되었다. 1794년 유배에서 풀려 나와 서유방(徐有防)·이시수(李時秀) 등과 함께 정리사(整理使)가 되었으며, 이조참의로 재차 임명되었으나 황단대향(皇壇大享)의 헌관으로 의빈(儀賓)을 전차(塡差)했다 하여 파면되었다.
1800년(순조 즉위년) 도승지에 임명되었고, 선혜청제조·관상감제조·이조참판·홍문관제학을 거쳐 실록청이 개국될 때 양관 대제학을 겸하였다. 이 해 수렴청정을 하던 정순왕후(貞純王后)가 시파를 추방하기 위해 일으킨 신유박해로 강진현 신지도(薪智島)에 유배되었으나, 곧 풀려 나와 예조판서·전라도관찰사를 역임하였다.
전라도관찰사로 재직할 때 척신 김조순(金祖淳)의 사주를 받은 옥당(玉堂)으로부터 서학을 신봉했다는 탄핵을 받아 신지도에 안치되었다가 곧 참형당하였다. 헌종 초에 신원되었고 영의정에 추증되었다. 시호는 문헌(文獻)이다.