方维甸19岁时，乾隆帝追念其父方观承功劳，恩赐内阁中书，值军机处。乾隆四十六年(1781年)，方维甸中进士，以吏部主事的身份，随大学士福康安出征台湾。累迁御史，赏戴花翎。乾隆五十四年，典试广西，晋级光禄寺少卿；随征廓尔喀，升为正卿；随同尚书苏凌阿到山东勘定案件，转为太常卿，充顺天副考官。次年，主办长芦盐政，因事撤职，发往军台效力。后特旨赦免，赏员外郎，仍到军机处办事。嘉庆四年(1799年)，分校会试，累迁内阁侍读学士；随尚书那彦成练兵关陇，授山东按察使，调河南布政使，升陕西巡抚。在任7年，先后平定川楚之乱。嘉庆十四年，提升闽浙总督，剿除蔡牵余党。曾亲自渡海到台湾，平息了群众的长期械斗。

方维甸在台湾以母老请归赡养，得到清帝允许。不久母死，在家守孝。是时，有林清突袭皇宫、李文成占据滑县之变，朝廷特令维甸为军机大臣，直隶总督，许以丧服从事。他接旨后即赴军营，至时那彦成已经奏捷，继而上疏辞官，仍回家守孝。方维甸因哀恸过度，于嘉庆二十年六月卒于家，赠太子少保，赐祭葬，谥“勤襄”。