天文12年（1543年）、安房里見氏6代当主・里見義弘の弟（または庶子）として生まれたとされる。義弘の死後、その子・梅王丸との家督争いを制して家督を継承した。天正8年（1580年）には上総国を制圧して里見氏の全領国を統一し、新たな本拠として館山城の築城に着手した。しかし完成を見ぬまま天正15年（1587年）に没し、築城は子・義康の代に持ち越された。

家督争いを制する政治力と、上総統一という軍事的成果を併せ持った当主とされる。館山城という新たな本拠地の構想を描きながら完成を見ずに没した点に、道半ばの無念が伝わる。

館山城は義頼の死後、子・義康の代に完成し、以後里見氏最後の居城となった。里見氏は江戸初期の慶長19年（1614年）に改易となり館山城は廃却されたが、跡地は現在「城山公園」として整備され、南総里見八犬伝ゆかりの地として親しまれている。