早年在晉王李存勖手下為奴，為人陰險有計謀，也有勇力，因此受到寵愛，李存勖的奴仆編為長直軍，便以朱守殷為長直軍使，但并未上陣征戰(zhàn)，朱守殷喜歡探查他人隱私，李存勖認(rèn)為是忠心，提升為蕃漢馬步軍都虞侯。當(dāng)時，李存勖正與后梁夾河苦戰(zhàn)，后梁末帝任命大將王彥章為北面招討使，引兵來攻，李存勖率主力鎮(zhèn)守澶州，命朱守殷率兵守衛(wèi)德勝，對他說：“王鐵槍勇決，乘憤激之氣，必來唐突，宜謹(jǐn)備之�！笨芍焓匾鬀]有聽從。王彥章以精兵數(shù)千乘雨夜突襲德勝南城，守軍無備，被王彥章一鼓而克，死者數(shù)千人，身在北城的朱守殷急命甲士乘小舟渡河增援，已來不及了。

后梁大軍連克潘張、麻家口、景店諸寨，聲勢大振，李存勖得到消息，大罵道：“駑才，果誤予事！”大將李嗣源請求將朱守殷斬首以正軍法，李存勖不肯，反而晉封為鎮(zhèn)武軍節(jié)度使。同光二年，李存勖采用降將康延孝之計，突襲洛陽得手，一路直撲汴京，滅亡了后梁，以朱守殷為巡檢，朱守殷恃恩驕恣，凌侮勛舊，與伶人景進(jìn)互相勾結(jié)，權(quán)勢熏天。李存勖的兒子魏王李繼岌領(lǐng)兵滅前蜀，殺死宰相郭崇韜，上表指稱指揮使朱友謙與郭崇韜一起謀反，李存勖命朱守殷將其殺死。滅亡后有大功的李嗣源自鎮(zhèn)州入朝，李存勖疑其有異心，密令朱守殷伺察動靜。朱守殷派人告訴李嗣源：“位高人臣者身危，功蓋天下者不賞，公可謂位高而功著矣。宜自圖歸籓，無與禍會也！”李嗣源回答：“吾洛陽一匹夫爾，何能為也！”趙在禮據(jù)魏博叛變，李存勖命李嗣源討伐，李嗣源也被逼謀反，眾叛親離的李存勖親自討伐，命朱守殷率領(lǐng)騎兵列陣于宣仁門外，指揮使郭從謙率兵作亂，從興教門反攻京師，李存勖急如朱守殷拒敵，但朱守殷按軍不動。李存勖只好與手下百余人抗擊，朱守殷移兵至北邙山下坐觀成敗，聽到李存勖被殺，才馳入宮中，放縱軍士大掠，派人前往迎接李嗣源。

李嗣源繼位為后唐明宗，升朱守殷為中書門下平章事、河南尹、判六軍諸衛(wèi)事。次年，改任宣武軍節(jié)度使。九月，李嗣源突然準(zhǔn)備出巡汴州，大家認(rèn)為是要對付地方藩鎮(zhèn)，朱守殷聞訊大驚，判官孫晨勸他先下手為強，于是朱守殷襲殺不肯從亂的都指揮使馬彥超，閉城拒守。李嗣源命宣徽使范延光前往勸諭，朱守殷不聽，范延光認(rèn)為“不早擊之，則汴城堅矣；愿得五百騎與俱�！崩钏迷绰爮�，范延光晚上出發(fā)，天亮前急行二百余里，直抵汴州城下，朱守殷大驚。李嗣源的大軍隨后趕到，命御營使石敬瑭率大軍倍道來援，四面進(jìn)攻，城中軍民爭相出降，朱守殷知事不濟(jì)，盡殺其族，引頸命左右斬之。

守軍見主帥已死，垣開門出降，判官孫晟南奔吳國，得到權(quán)臣徐知誥的庇護(hù)，李嗣入城后，命鞭打朱守殷的尸體，傳首于京師，同時任命馬彥超之子馬承祚為洺州長史。