1911年加入孙中山领导的同盟会。

1922年秋加入中国共产党，同年底被派往苏俄参观、学习。

1923年回国后在广东从事工人运动，参与领导省港工人大罢工。

1927年党的八七会议后任中共广东省委常委兼省委革命军事委员会主任、中共中央南方局委员。同年12月参与领导广州起义，任广州苏维埃政府肃反人民委员，负责总指挥部参谋团的工作，并在一线指挥和参与战斗，曾率领敢死队攻下了当时敌人重要据点广州市公安局。

1928年7月在中共六届一中全会上当选为中共中央政治局候补委员、候补常委，任中共中央军事部部长。1928年11月起任中共中央政治局委员、常委。

1929年1月起任中共中央军事部部长、中共中央军委委员、中共中央军委主任兼中共江苏省委军事部长。

1929年8月24日，由于叛徒告密，杨殷与彭湃等一批共产党人在上海被捕。杨殷等被捕后，敌人对他们软硬兼施，企图迫使他们屈服，从中得到更多的党的核心机密，但遭到杨殷等严辞斥责，使敌人一无所获。杨殷等自知敌人绝不会放过他们，在给党中央的信中说：“我们已共同决定临死时的宣说词了。我们未死的那一秒以前，我们努力做党的工作，向士兵宣传，向警士宣传，向狱内群众宣传。”表现了一个共产党员至死不渝的理想信念和一心为党为革命的崇高风范。

1929年8月30日，杨殷等被秘密杀害于上海龙华。