1915年其父川谷庄平17岁时为京都摄影助手，协助牧野省三和尾上松之助来中国拍摄国内第一部电影《定军山》以及《雨过天青》。其母亲亦是女演员，川谷拓三出生在这个日本电影家庭，1941年在满洲新京（今吉林省长春市）出生。二战战败后，6岁的川谷拓三随家人从满洲被遣返回到日本爱知县安云市（当时·山阳县安芸町）居住。战败后的日本经济萧条民不聊生，父亲川谷庄平失去工作，全靠在市内的电影院、太平馆看守自行车的母亲支撑着生计。在安芸小学读三年级的时候一直母亲的身边，那时放学后，在电影院借着贴海报、更换电影招牌、为电影院看守自行车的机会一边与电影亲近。就读市立安芸中学的时候，见到《暴乱者》的电影演员，在心里自己也决定将来要做一名电影演员，1957年4月中学毕业后前往京都，川谷拓三在祗园赏花小路的鸟居冷饮店店内做送货员，一边等待着机会进入日本演艺圈。　　1959年秋以临时演员正式进入日本影坛，在美空云雀主演的东映作品《ひばり捕物帖 振り袖小判》中扮演死者出道。半年后，也就是1960年4月加入在东映京都摄影所的大部屋演员募集，日薪250日元。主演一些被砍被杀的替身演员尸体角色。1963年10月6日与同伴女演员的仁科克子结婚。　　第二次世界大战太平洋战争中残酷至极的菲律宾战线伤痕纪录片电视剧《北纬15°的二重唱?日本首次的神风特别攻击队的轨迹~》（1991年，日本电影复兴会议鼓励奖获奖）和东京电视台的年末特别节目《中国规划·东方快车，中国横断3700千米??川谷拓三心灵之旅》（1991年）等主演。　　1995年6月下旬，川谷拓三身体每况愈下，7月在东京的医院检查。从10月开始在京都的京都附属医院住院，12月22日下午8时30分，患肺癌去世。享年54岁。川谷拓三多年的搭档、共同参演过电影、广告的山城等很多演员都对川谷的去世感到惋惜。　　PS：川谷在病床上依然迷恋书法，经常反复写中国战国时代的诗人屈原《渔父词》的“众人皆醉我独醒”，字体独特。（出于其逝世后，1997年时播放的NHK教育电视台的川谷拓三特集）