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嘉靖二十六年(1547年)进士，与张居正同榜，授行人。历官兵科给事中。迁江西按察使。殷正茂有军事才干，隆庆四年(1570年)，征诸路汉土官兵十四万人，代替李迁镇压古田僮族韦银豹、黄朝猛之乱，分兵七道进，连破数十巢。黄朝猛死，韦银豹被手下人出卖，最终被捕。 以功进兵部右侍郎。隆庆五年(1571年)至万历三年(1575年) 以南京兵部尚书兼任两广总督。万历三年(1575年)，召为南京户部尚书。万历六年(1578年)，致仕归乡。万历九年(1581年)，又起为南京刑部尚书。万历十一年(1583年)，因遭弹劾，辞官回乡。万历二十年，殷正茂去世，时年八十岁。

1998年，殷尚书坊与大司徒坊被确立为安徽省重点文物保护单位。