梁士彥字相如，定安烏氏人。
年少時行俠仗義，不願在州郡做官。
性情剛烈果敢，喜歡評判別人的是非曲直。
好讀兵書，並涉獵經史。
北周時憑軍功拜為儀同三司。
周武帝將要與東夏作戰，聽說梁士彥勇敢果決，便把他從扶風任上郡守提升為九曲鎮將，進位上開府，封為建威縣公，北齊人對他非常畏懼。
不久，調任熊州刺史。
後來隨周武帝攻下晉州，進位柱國，拜官使持節，晉、絳二州諸軍事，晉州刺史。
周武帝回京後，齊後主高緯親自統領六軍圍困晉州，梁士彥孤軍死守晉州，外無援兵，軍心震恐，但他仍慷慨自若。
齊後主調集所有精銳部隊攻打，城樓全部被摧毀，城牆僅剩下七、八尺高了。
雙方將士有時短兵相接，有時兵馬相交衝進殺出。
梁士彥看形勢危急，便對將士們說：「看來今天要戰死在這裡了，那就讓我作你們的表率吧！」於是將士們勇烈奮發，喊殺聲驚天動地，無不以一當百。
齊軍漸漸退卻。
梁士彥趁機命令自己的妻妾、城中軍民和兒童一道日夜搶修城防，三天就修復了城牆。
周武帝也在這時率大軍趕到，齊軍於是解圍，撤退到城東十餘里的地方安營紮寨。
梁士彥拜見周武帝，撫摸著周帝鬍鬚，流著淚說：「我差一點見不到陛下了！」武帝也淚流滿面。
當時，周武帝認為將士們已十分疲憊，想要班師。
梁士彥拉住馬韁勸諫說：「現在北齊軍隊遁逃，軍心動搖，趁著他們的畏懼心理而乘勝追擊，一定能夠大獲全勝。」武帝採納了他的建議，派大軍大舉進發。
武帝握著梁士彥的手說：「我現在擁有晉州，是平定齊國的基地。
如果不鞏固晉州，事情就不好辦了。
我不擔心前線，只怕後方發生變故。
你替我好好守住它。」等到平定齊國後，封他為成國公，進位上柱國、雍州主簿。
周宣帝即位後，任命他為東南道行台、使持節、徐州總管、三十二州諸軍事、徐州刺史。
他與烏丸軌一起在呂梁擒捉了陳將吳明徹、裴忌。
又率軍攻下黃陵，平定了淮河以南的地方。
隋高祖楊堅作相時，他改任亳州總管、二十四州諸軍事。
這時尉遲迥發動叛亂，朝廷任命他為行軍總管，隨韋孝寬出征平叛。
到河陽，與叛軍對峙。
梁士彥命令家僮梁默等數人作為先鋒，自己帶部屬跟隨而進。
大軍所向披靡，乘勝追擊到草橋，尉遲迥又糾合自己的部隊抵抗，梁士彥率部進擊，大敗叛軍。
等到圍住鄴城，從北門攻入，又馳馬打開西門，放宇文忻部入城。
平定尉遲迥叛亂後，又授官相州刺史。
高祖猜忌他，沒多久，把他調回京師。
他在家閒居，無事可做。
他自恃功高，心懷怨恨，和宇文忻、劉日方等人圖謀反叛。
打算率領僮僕，在宗廟祭祀之前，趁高祖車駕出來之時，圖謀起事。
又想在蒲州起兵，攻取黃河以北的地方，拿下黎陽關，阻斷河陽要道，攔截朝廷徵調的布帛去做軍需，招募流寇來充當兵士。
他外甥裴通事先知道他們謀反的事而上奏高祖。
高祖沒有宣揚這事，任命梁士彥為晉州刺史，想觀察他的動靜。
梁士彥高興地對劉日方等人說：「這是天賜良機啊！」又請求高祖讓儀同薛摩兒做長史，高祖答應了他。
梁士彥後與眾公卿一起朝見高祖，高祖令衛士從官列中把梁士彥、宇文忻、劉日方等抓了起來，責問他們說：「你們這些人圖謀反叛，怎麼敢產生這種想法？」梁士彥等起初還不認罪。
當時恰好薛摩兒被押到了，於是當廷對質。
薛摩兒把謀反的經過全部講了出來。
並說：「他的二兒子梁剛流淚苦苦勸諫他不要謀反，三兒子叔諧卻說：『作猛獸就要作獸中之王。』」梁士彥聽後，臉色驟變，回頭對薛摩兒說：「是你殺了我啊！」於是伏法被殺，終年七十二歲。