胡深，字仲渊，处州龙泉人。聪颖而有智谋，精通经史百家之学。元末战乱，他叹息道：“浙东地气尽白，大祸将来临。”于是聚集里中弟子结寨自保。石抹宜孙任万户镇守处州，辟参军事，招募士兵数千人，收捕诸山寇。温州韩虎等人杀了主将叛敌，胡深前去晓谕他们。军民感动得流涕，杀韩虎投降了。不久，偕同章溢讨伐龙泉之乱，收捕附近各县的盗贼，并依次平定。此时石抹宜孙已晋升为行省参政，胡深被任命为元帅。戊戌年(1358)十二月，太祖亲征婺州，胡深带领兵车数百辆前去援救，行至松溪而不能救，大败而去，婺州于是被攻下。第二年，耿再成进攻处州，石抹宜孙分别派元帅叶琛、参谋林彬祖、镇抚陈中真和胡深率兵拒战。遇上胡大海的部队来到，和再成会合，大破石军，抵达城下。石抹宜孙战败，与叶琛、章溢逃到建宁，处州于是被攻下。胡深以龙泉、庆元、松阳、遂昌四县投降。
太祖平素就知道胡深的名字，此时召见他，授予左司员外郎，派他回到处州，召集部曲。从征江西，平定后，任命为亲军指挥，镇守吉安。处州苗军叛乱，杀了守将耿再成，胡深跟从平章邵荣讨伐了他们。遇上改中书分省为浙东行中书省，于是任命胡深为行省左右司郎中，总制处州军民事务。此时山寇暗中骚扰，百姓还不安定。胡深招兵万余人，捕捉诛杀了渠帅。沿海军队素来骁勇，杀了他们中几个十分横行的，民患得以平息。九月，诸全叛将谢再兴带张士诚的部队进犯东阳。左丞李文忠命令胡深率兵担任前锋，再兴大败而走。胡深建议把诸全作为浙东的藩屏，于是经过度量在离诸全五十里处连着五指山修筑新城，分兵戍守。太祖刚一听说再兴叛敌，就急忙派使者告诉文忠，要他另筑新城守备，使者到达时工程已经完工。后来士诚将领李伯升大举来犯，到达新城下，但攻城不下，大败而去。太祖嘉奖胡深的功劳，赐给他名马。
太祖称吴王，就任命胡深为王府参军，仍镇守处州。温州豪民周宗道聚众占据平阳，多次遭到方国珍侄子方明善的威逼，于是以城前来归附太祖。明善大怒下令攻打平阳。胡深派兵赶跑了明善，于是攻下了瑞安，进兵温州。方氏十分害怕，请求年输送白银三万充实军队。于是命令胡深班师，重新回到处州镇守。陈友定的军队到来，被打败，追赶到浦城，又打败了敌守兵，城被攻下。进而攻占了松溪，俘虏了敌守将张子玉。因而请求发动广信、抚州、建昌三路的部队，攻取八闽。太祖高兴地说：“子玉是骁将，他被俘后友定已吓破了胆，趁势攻打，没有攻不破的道理。”因此命令广信指挥朱亮祖由铅山、建昌出发，左丞王溥由杉关出发，会合胡深一起进军。
不久，亮祖等人攻克崇安，进攻建宁。友定将领陈德柔固守。胡深感觉到不祥之气，想暂缓攻击。亮祖说：“军队已到达这里，怎么能暂缓呢？况且天道幽远，山泽之气变化无常，哪里是什么不祥的征兆呢？”此时德柔屯兵在锦江，逼近胡深部队后方，亮祖督战越发急。胡深率兵还击，击破敌二栅。德柔军队力战，友定率精锐之师夹击。天已黑，胡深突围，战马失蹄而被俘，遇害，终年五十二岁，追封为缙云郡伯。
太祖曾经问宋濂“：胡深是什么样的人？”回答说：“文武之才。”太祖说：“诚然，浙东的屏障是我方的依靠。”而胡深久任乡郡，志图平定闽地报效朝廷，最终以死殉国。胡深领兵宽厚，用兵十余年，未曾妄杀一人。镇守处州，兴学培养人才。缙云田税繁重，胡深用新垦田地所收之田租补足不足部分。盐税十分抽其一，请求减半，以利商贾。军民都怀念他的恩德。