脫烈海牙，畏吾族人，先祖世代居住于別失拔里地方。太祖西征時，其曾祖闊華八撒術(shù)開導其國王歸順太祖。祖父八剌術(shù)將全家遷居真定，官至帥府鎮(zhèn)撫。父名..里赤，為人正派，知書達理。

　　脫烈海牙自幼好學，機敏絕人，稟性沉著，不急不躁，好與文學之士交游，而不好犬馬聲色之娛。他由中書宣使出為寧晉主簿，后改任隆平縣達魯花赤。在任隆平縣達魯花赤期間，均賦稅，興學校，勸勉農(nóng)業(yè)，平息訴訟，建橋梁，防水患，儲糧備荒等，無一不辦。任滿離職后，百姓刻石碑記述其政績。后任監(jiān)察御史時，江西胡參政殺其弟，此案久不能決，脫烈海牙一審，胡參政服罪。出任僉燕南道肅政廉訪司事，在任六年，革除貪官污吏一百四十人。任滿回京，任戶部郎中，轉(zhuǎn)任右司員外郎，再轉(zhuǎn)為右司郎中。每任一職都盡力出謀劃策。

　　仁宗在東宮知脫烈海牙好學，將宮中珍藏的經(jīng)書及圣賢圖像賜給他，當時人們認為這是莫大榮耀。母霍氏卒，他辭官服喪，朝廷賜鈔五萬貫辦理喪事。后起用為吏部尚書，對官吏量能升降，都認為他處置公平。改任禮部尚書，管領(lǐng)會同館事。晉升為中奉大夫、荊湖北道宣慰使，在任期間，賑濟當?shù)刎毢嗣?。雖先行后奏，朝廷也認為他做得應該。

　　至治三年(1323)，調(diào)任淮東宣慰使。七月，病逝于廣陵，年六十七歲。贈通奉大夫、河南江北等處行中書省參知政事、護軍，追封恒山郡公。