Er entstammte dem niederbayerischen Adelsgeschlecht der Preysing und war das vierte von elf Kindern. Sein Vater war Mitglied des Bayerischen Landtages und als Mitglied des Zentrums Abgeordneter des Reichstages. Preysing studierte Jura und legte 1902 das Referendarexamen ab. Bis 1905 erhielt er eine praktische Ausbildung in München und war in einer Anwaltskanzlei tätig. 1906 wechselte er ins Bayerische Staatsministerium des Äußeren, 1907 wurde er Legationssekretär in Rom. Im April 1908 schied er aus dem Staatsdienst und begann in Innsbruck ein Theologie-Studium. Im Juli 1912 erhielt Preysing die Priesterweihe. 1913 promovierte er. 1913 bis 1917 war er Sekretär des Erzbischofs Bettinger, danach Stadtpfarrprediger an St. Paul, 1921 Domprediger an der Münchener Frauenkirche und in der Diözeseverwaltung tätig. 1932 wurde er Bischof von Eichstätt, 1935 von Berlin. In Berlin wohnte er in der Behrenstraße. 1933 wandte er sich gegen das Konkordat mit Hitler. Durch seine Hirtenbriefe und Interventionen wurde er zu einem der Hauptführer des katholischen kirchlichen Widerstands gegen die NS-Kirchenpolitik und hatte Verbindungen zum Kreisauer Kreis. 1946 wurde er Kardinal. Ein Erlaß Preysings im Dezember 1947 untersagte katholischen Priestern in der sowjetischen Besatzungszone politische Stellungnahmen. Im Juli 1950 wurde er Vorsitzender der neugeschaffenen Ostdeutschen Bischofskonferenz. Er starb an einem Herzinfarkt. Seine Grabstätte befindet sich in der St.-Hedwigs-Kathedrale Berlin.