金朝卫绍王大安末年（1211），考
进士落第，叹息说：“大丈夫立身，难道只能借助文章吗？假如我遇到荒鸡夜鸣，拥百万之众，功名可唾手取也。”
木华黎见而奇之，
承制授
万户，统率降卒，跟随木华黎略地
三关以南，至于
东海，所过城邑皆下。史天倪进言：“金弃
幽燕，而迁都于汴（今
河南开封），失策之甚者也。
辽东、
辽西诸郡。金之心腹地，我若据
大宁以扼其喉，则
辽阳可不攻自下矣。”木华黎同意他的看法。
起初曾祖父
史伦去世时，乡人感其德，结清乐社四十余个，每社近千人，用以每年祭祀他。史天倪选其壮勇万人为义兵，号
清乐军，以
从兄史天祥为先锋，所向无敌。分兵略
三河、
蓟州，诸寨望风投降。
元太祖十一年（1216），汇合木华黎兵于燕南，
清州监军王守约、平州
推官完颜合达，以城叛乱，合谋越海归金，史天倪追袭至
乐安，完颜合达以
益都行省忙古兵抵御，史天倪击败敌军，杀王守约，擒忙古，斩首万级。
元太祖十二年（1217），扫荡
山东诸郡，部卒有杀民者，立斩以正军纪，军中肃然；远近响应，金知
中山府李明、
赵州李瑀、
邢州武贵、
威州武振、
磁州李平、
洺州张立等，望风投降。
元太祖十四年（1219），跟随木华黎扫荡
河东，至
绛州，其团楼以石修筑，牢不可破。史天倪命人在旁边打洞，地虚，楼陷，遂拔之。木华黎喜，赏以绣衣、金鞍、名马。
元太祖十五年（1220），还军真定，武仙投降。木华黎承制以史天倪为
金紫光禄大夫、
河北西路兵马都元帅，行府事，武仙作为副手。史天倪言于木华黎说：“今
中原粗定，而所过犹纵
钞掠，非王者
吊民伐罪意也。且王奉天子命，为天下除暴，岂复效其所为乎！”王曰：“善。”木华黎下令：敢有剽虏者，以军法从事。
元太祖十八年（1223），征伐
山西，遂克
三关，不到一旬，定四十余寨。兵至河卫，大喜说：“河卫者，
夷门之限也。河卫既破，则夷门不能守矣。”
严实以兵来会，请求率军攻打河卫，史天倪曰：“完颜合达、移剌蒲瓦，亦强敌也。”严实说：“易与耳，保证为公破敌。”次日，严实与移剌蒲瓦兵相遇于南门，万和合达兵自北掩杀，严实兵败，竟为所擒。史天倪说：“完颜合达以严实归汴，必在今夕。”急命冯存、杜必贵率壮士一千三百，埋伏于
延津柳渡。果然金军夜缚严实过延津，遇冯存等，交战败之，严实得以脱险，杜必贵战死。不久，元太祖命史天倪回军真定。
元太祖二十年（1225），师还，闻武仙之党据西山腰水、铁壁二寨叛乱，史天倪直捣其巢穴，尽掩杀之。武仙大怒，阴谋作乱，于是设宴邀请史天倪。有人知道武仙的阴谋，劝阻史天倪不要前往，史天倪不从，遂为武仙所杀，年三十九。史天倪到真定，父亲
史秉直私下告诫史天倪说：“观武仙之
辞气，终不为我用，宜备之。”史天倪说：“我以赤心待人，人或相负，天必不容，愿无虑。”史秉直于是带着孙子
史楫、
史权回到北京。此时，人们都佩服服史秉直的先见之明。史天倪
击鞠夜归，有大星陨马前，有声，心恶之，果然遭到灾祸。妻程氏，闻乱，恐被贼所玷污，于是自杀。子五人，其三人尚幼，俱死于难，只有史楫、史权幸免于难。