生于东京千叶县，卒于名古屋市。中学就读于千叶县立中学。后考入早稻田大学第一文学部，第四年退学。1952年，考入俳优座第三期培训班。1953年，主演了电影处女作《思春之泉》。1954年，加入新东宝电影公司。1955年，出演了《青春怪谈》和《黄昏时的酒店》。1957年，出演了《明治天皇与日俄大战争》，颇得好评。1961年，进入大日本映画公司，相继出演了《献身》（1961）、《盲女物语》（1965）、《不守法的阿松的一生》（1965）、《检事》（1965）等影片，均有好评。

1966年，开始出演电视剧。1971年，进入日本大映电视公司。1973年，与山口百惠联合出演了电视剧《笑逐颜开》（又名《笑在脸上》）。自此，二人开始了“父女档”角色的合作，在《赤色疑惑》（1975，又名《血疑》）等“赤色”系列剧集中扮演父女。凭借在《赤色疑惑》中出色的演技，获第3届中国大众电视金鹰奖最佳外国男主角奖，给观众留下了深刻的印象。1988年，在电视剧《武田信玄》中饰演直江景纲。

宇津井健在银幕内外都给人以至情至性、情深义重、含蓄内敛的印象，他塑造的父亲形象高大英俊、温文尔雅，在日本多次民意调查中被观众视作“最理想的父亲”。他出演的影片还有《一往情深》（1956）、《白线秘密地带》（1958）、《世界之母》（1958）、《啊，海军》（1969）、《大地之子》（1982）等；出演的电视剧还有《新干线大爆破》（1975）、《葵德川三代》（2000）、《冷暖人间》（2006）、《上班族金太郎》（2008）、《天地人》（2009）等。