慶安元年（1648）頼直の長男として誕生。寛文5年（1665）父の遺領飛騨一円を賜った。頼業は風流を好み、家臣木村昌悦（しょうえつ）・日根野宣潔（のぶきよ）らとよく連歌を親しみ、高山に文芸が根づく基がつくられたといわれている。寛文8年（1668）鉱山師茂住宗貞の下代宮島平左衛門を高山城中で殺害。これを聞いた宗貞は逃亡、以後飛騨の鉱山は衰退してしまった。寛文11年（1671）12月28日、江戸邸にて病のため死去。24歳の若さであった。