三河国設楽郡作手（つくで）の領主。奥平貞勝の嫡子。通称は九八郎。美作守。
姓は平氏。奥平氏はもとは上野国に住んでいたが、上野国奥平郷よりこの奥平姓を称す。
貞能ははじめ今川氏に仕えたが、永禄３年（１５６０）頃から今川氏真に背いて徳川家康に属し、永禄１１年（１５６８）の掛川城攻めにも従軍した。
元亀元年（１５７０）６月の近江国姉川の合戦には、酒井忠次麾下として参陣し、戦功を挙げた。
元亀３年（１５７２）１０月、甲斐国の武田信玄が徳川領の三河・遠江国への侵攻を開始すると武田氏に降ったが、所領問題のもつれから翌天正元年（１５７３）８月頃より再び徳川氏に属すようになり、これを討伐しようとした武田氏が軍勢を興したことから、天正３年（１５７５）の長篠の合戦が引き起こされた。ここで子・信昌とともに織田・徳川連合軍の勝利の道を開く。
慶長３年（１５９８）１２月１１日、京都伏見にて没した。