1931年10月24日,宇津井健出生于日本東京府東京市深川區。少年時從千葉縣立千葉高中畢業。此時和將來同為著名演員的勝新太郎是童年發小。1950年進入早稻田大學第一文學部戲劇專修入學。1952年作為第4期學生進入俳優座培訓班學習。同期者中還有佐藤慶,中谷一郎,仲代達矢,佐藤允等人。1953年在中川信夫導演的《思春の泉》中首次出演配角,在演藝的道路上邁出了成功的一步。這里有一個趣話：宇津井健被選上的理由竟然是可以「裸馬を乗りこなす」,因為當時實在找不出能擔當此技能的演員。此舉令同期的仲代達矢,佐藤慶,中谷一郎等人羨慕不已：「ほんとにもう……。健ちゃん,馬に乗れて良かったね」。1954年與新東寶公司簽約,從早稻田大學退學,作為年輕明星而活躍,在《鋼鉄の巨人》系列中首次出演主角。1961年因新東寶公司破產而進入大映公司,此后從60年代中期到80年代前半期,作為大映公司電視劇的支柱而活躍著。1965年主演的《ザ?ガードマン》創造了超過30%的收視率。1969年,出演了《啊,海軍》里的教官；1975年主演由佐藤純彌導演的《新干線大爆破》。1988年,在NHK大河劇《武田信玄》中飾演直江景綱。1995年來到中國,參加了《大地之子》的拍攝。宇津井健2000年,在NHK大河劇《葵.德川三代》中飾演毛利輝元。2001年,在NTV電視劇《明日有藍天》中飾演虎藏壽司店主；同年在《女婿大人》中飾演新井真澄。2004年,出演了著名導演犬童一心的電影《死之花》,2006年,接替藤岡琢也在《冷暖人間》中飾演岡倉大吉；同年在《某首愛的贊歌》中飾演七瀬留吉。2007年,出演《柴犬奇跡物語》；同年出演了松本清張改編電影《點と線》。2008年,與石原里美出演《長壽之戰》；同年和永井太出演了電視劇《上班族金太郎》。2009年,在NHK大河劇《天地人》中飾演前田利家2010年,在CX《黃金豬》中飾演久留米勲。2012年在《都市傳說之女》中飾演小栗龍太郎；同年出演了世界奇妙物語2012年秋季特別篇《拼桌戀人》。
宇津井健在現實生活中也是位好父親,好丈夫。1984年,宇津井健來華參加中日青年友好聯歡活動時說：“我在舞臺上演正直的父親,在家也要做個好父親,如果不做好父親,就不算健全的演員。”在拍攝《血疑》時,宇津井健對山口百惠說：“你要把我當成自己的父親,我把你看成親生女兒。”當時山口百惠只有16歲,為培養父女情,他陪百惠上街買東西,一起吃飯。在山口百惠14歲初登影壇的第一部影片《強作歡笑》中,宇津井健就飾演山口百惠的父親。此后他們多次扮演父女。后來山口百惠與三浦友和結為夫婦,紅娘正是宇津井健,被傳為佳話。得知本人離世的消息,三浦友和表示,“去年,我在片場就聽其他演員說他身體不太好。可是怎么會突然過世了呢？很震驚,到現在還沒反應過來。”老年時的宇津井健在中國一位叫“汪老俊”的網友回憶,自己小時候父親在外工作,回家很少,“那時就怪羨慕《血疑》中山口百惠的,她有這樣一位好父親,盡管得的是白血病。宇津井健的父親形象深入人心啊！”而另一個名叫“楊萬江”的網友表示,“大島茂,是我對什么是成熟的正派男士建立的最初印象。正直,善意,負責任,積極心態,健全的思維和克服困難的勇氣,這始終是有儒家君子傳統的社會最寶貴的品質。”