高履行，渤海蓨县人，宰相高士廉长子。贞观初年，历任祠部郎中，迁滑州刺史。迎娶东阳公主，拜驸马都尉。贞观十九年，除户部侍郎、银青光禄大夫。俄起为卫尉卿、金紫光禄大夫，袭爵申国公。

永徽元年，拜户部尚书、检校太子詹事、太常卿。显庆元年，出为益州大都督（李上金）府长史。先是，高士廉居此职，颇著能名。至是，高履行继之，亦有善政，大为民吏所称。三年，坐与长孙无忌亲累，左授洪州都督，转永州刺史，卒于官。