寛永4年(1627年)12月29日、従五位下･筑後守に叙任。同9年(1632年)12月17日、江戸幕府の大目付(当時は総目付)となる。宗門改役として幕府のキリシタン禁教政策の中心人物であったが、自身も元キリシタンであったとされる。下屋敷が文京区小日向にあり、キリシタンを幽閉する施設(切支丹屋敷)として使用された。寛永15年(1638年)に起きた島原の乱には上使として九州に赴いた。
　寛永17年(1640年)6月12日、1万石を領し大名に列し下総高岡藩の藩祖となる。同20年(1643年)5月23日、3千石を加えられる。正保元年(1644年)12月16日、大目付として宮城和甫と共に、諸大名に正保国絵図･正保郷帳の作成を命じた。寛永20年(1643年)5月、筑前国で捕らえられたジュゼッペ・キアラ(岡本三右衛門)が同年7月、江戸に移送され、政重の小石川の下屋敷に預けられて取り調べを受けた。
　1643年、金銀諸島の探索のためにオランダから来航し、南部藩に上陸したオランダのブレスケンス号の船員が捕縛されるブレスケンス号事件が発生し、これをうけて1650年に、バタヴィア側は信任状のない特使を送ることになる。この特使に対して大目付の井上政重が対応した。紅毛流測量術はこのとき伝えられたと一般に考えられている。
　万治元年(1658年)閏12月8日、職を辞す。嫡男の政次は早世したため、政次の嫡男である政清に万治3年(1660年)7月9日、家督を譲って隠居し幽山と号した。万治4年(1661年)2月27日、死去。享年77。

　はじめ1000石の旗本､のちに下総高岡藩3代藩主。長兄に内記がいたため、1000石の旗本であった叔父･井上政則の養子となり、寛文9年(1669年)に家督を継いで旗本となった。しかし内記が早世したため、家督を井上政強に譲り、自らは高岡藩に戻って世子となった。延宝3年(1675年)に父が死去したため家督を継いだ。このとき、弟の政式に1500石を分与したため、高岡藩は1万1500石から1万石になった。延宝4年(1676年)12月、筑後守に叙位･任官する。
　延宝9年(1681年)8月、駿府城加番に任じられる。元禄3年(1690年)7月には大坂加番に任じられ、元禄8年(1695年)には日光祭礼奉行に任じられるなど、諸役を歴任した。
　正徳6年(1716年)3月1日に死去した。享年56。