1929年7月5日生于艺术世家,曾经学习过舞蹈,但后来由于患关节炎而不得不放弃舞蹈转向演员事业,以舞台剧和电视剧出演为主,同时也进行声优活动。63岁时自感体力衰退而自舞台引退,之后加入青二Production专注于声优工作。儿子大冢明夫同样也是演员和声优。在2014年东京动画大奖中获得“动画功劳部门”声优奖。2015年1月15日因缺血性心衰竭于去世,享年85岁。
声线有点偏沙哑的中音域但不低沉,擅长出演沉稳厚重,非常强势霸道的权威年长者类人物角色,比如《美味大挑战》中的美食家海原雄山,但也有诸如《银河英雄传说》中的鲁道夫大帝,《装甲骑兵Votmos》系列中的佩尔森上校等等,这些工于心计,城府极深的中老年人却给人一种不怒自威却也相当阴狠毒辣的感觉。
大冢周夫逝世后,其在各配音类作品中饰演之人物角色的继任者如下：大冢明夫——《忍者乱太郎》：山田传藏津嘉山正种——《ONEPIECE》：哥尔·D·罗杰