殷孝祖，陳郡長平人。他的曾祖父殷羨是晉朝的光祿勳。他的祖父和父親都沒有做大官。
殷孝祖小時不規矩，喜歡喝酒搞女人，但也有氣魄才幹。文帝元嘉末年，殷孝祖當奉朝請和員外散騎侍郎。世祖因為他有軍事才能，便用他當奮武將軍，濟北太守，接著又到中央當積射將軍。大明初年，北魏人侵略青州，孝武帝派殷孝祖北上增援，接受青州刺史顏師伯的指揮，多次和敵人交鋒，常常大敗敵人，此事可參見《顏師伯傳》。凱旋後被授予太子旅賁中郎將，另加龍驤將軍。竟陵王劉誕佔據廣陵造反，殷孝祖在沈慶之的指揮下進攻劉誕，又有戰功，便榮升西陽王劉子尚的撫軍，寧朔將軍、南濟陰太守。又出外當盱眙太守，將軍還是照舊。又回到京城當虎賁中郎將軍，仍兼任寧朔將軍，陽平東平二郡太守，又轉官濟南、南郡太守，將軍還是照舊。
前廢帝景和元年(465)，殷孝祖以寧朔將軍都督兗州諸軍事、兗州刺史。明帝剛即位，藩鎮同時反叛中央，孝祖的外甥司徒參軍穎川葛僧韶，提議自己帶朝廷命令徵調孝祖到朝廷，明帝便派遣僧韶去。當時徐州刺史薛安都派薛索兒等人佔據河流渡口，僧韶從小路抵達兗州，遊說殷孝祖說：「景和帝狠毒瘋狂，自古以來從未有過，朝廷和民間都感到危險萬分，人們性命幾乎保不住。當今皇上天生賢德，神武超人，在不到一個時辰的時間裡，便消滅了這昏君，重新締造天地，這也不用多說。國家危急，應該立成年的人做國君。公卿大臣們都沒有反對意見，和平之時指日可待。但是一些小人相互煽動，製造邪惡的陰謀，貪圖立小孩做皇帝從中謀利，懷著不可告人的目的。假使老天保佑壞人，小人們的打算得逞，那麼一定會導致國君年幼無知社會混亂，小人掌權，戰爭政變不斷發生，人們怎麼會有容身之地？舅父大人自小便有建功立業的大志，成年後又因英勇慷慨著名。如果您能控制河濟一帶的勇士，回來擁護朝廷，不僅僅會拯救朝廷消除禍亂，而且會名垂史冊，流芳百世。」殷孝祖又詳細地探聽朝廷消息，僧韶則反覆地回答曉喻，並且說朝廷兵馬強壯，武器鋒利，皇上希望委託他當平叛先鋒的重托。殷孝祖便當天離開妻子兒女，率領文武人員二千人隨僧韶回到京城。
當時全國同時反叛，朝廷只佔丹陽一郡，而其中的永世縣不久又叛變，義興的叛軍快到延陵時，朝中人心非常憂慮害怕，都想逃跑。殷孝祖忽然來了，有不少人馬，而且都是南方的壯士，這才人心安定。朝廷給他加官冠軍將軍，假節、都督前鋒諸軍事，派他到虎檻，抵擋南方叛軍。武器庫中先有些諸葛亮時留下的竹製筒裝的鎧甲式帽子，這種帽子即使二十五號的石箭也射不進，明帝把它們都賜給殷孝祖。
殷孝祖為他的忠誠勇毅自豪無比，對將領們頤指氣使，中央軍隊中有些人的父子兄弟在南方叛軍中，殷孝祖都想搞清楚，於是人心憤怒，沒有誰想為他出力。此時朝廷升他使持節、都督兗州青冀幽四州諸軍事、撫軍將軍的官，刺史還照舊。當時叛軍佔據赭圻，殷孝祖將進攻那裡。他先和大帥王玄謨告別時，曾經非常悲痛，眾人無不驚異。泰始二年(466)三月三日，殷軍和敵人交戰，孝祖一直用戰鼓將軍徽號跟在身邊，先前將士們便議論說：「殷統軍可以說是必死的將軍，今日與敵人交戰，竟用官位儀蓋顯示自己，如果敵人有十人一齊向他射去，想不死，能嗎？」當天，在戰鬥中被敵人射死，時年五十二歲。他死後被追認為散騎常侍、征北行參軍，持節、都督照舊。追封秭歸縣侯，享有一千戶租稅。泰始四年(468)，又改追封他為建安縣侯，謚號為忠侯。殷孝祖的兒子都被薛安都殺死，朝廷用他的堂兄的兒子慧達繼承。齊國建國，殷慧達的封爵被取消。