牛方裕是隋朝大臣牛弘的次子，出生于安定郡灵台县（今陕西省长武县和甘肃省灵台县一带）。他性格凶险，曾任符玺郎。在大业十四年（618年）三月，他与其他人一起参与了逃亡和政变，最终弑杀了隋炀帝。随后，唐朝建立，他被任命为莱州市刺史。然而，在贞观二年（628年）七月，李世民下诏将他和其他人一并除名流边。据称，牛方裕本姓，是安定鹑（今泾川县东南）人。

隋末在扬州市附宇文化及。炀帝被杀，宇文化及引其参决政事。后任莱州刺史。