学生时代由于从属于落语研究会的关系,在当地的电视中会出演一些龙套角色以及企业CM,由此对演员和声优的职业产生兴趣。1984年进入俳协养成所,1986年自养成所毕业(第14期),同时加入俳协。
1985年在OVA《MEGAZONE23》中出演中川真二,以声优身份出道。此后在《机动战士高达》、《魔神英雄传》、《乱马1/2》等作品中陆续出演并累积了人气。
1991年,与关俊彦、日高法子共同组成声优组合“BANANAFRITTERS”,并进行广播、CD、舞台等的活动。组合于1995年停止活动。
1993年,与声优金井美香结婚,但两人于2006年离婚。
2000年演员出道,此后在演员方面的工作逐渐增多。
2008年3月退出俳协,同年4月移籍至ACROSSENTERTAINMENT。
2009年,获得第3回声优奖富山敬奖。
2012年,与声优田中理惠结婚。
2018年8月3日,与田中理惠于官方推特上发表了同一份离婚公告,宣布结束两人6年的婚姻。
作为名声优的山寺宏一同时也是著名的司仪,善于表演和制造喜剧效果的他也兼任电视综艺节目的主持人。同时,在日本,他参演了多部迪斯尼的吹替,以动画中唐老鸭的代言人闻名,是妇孺皆知的名声优。除了动画外,他把主要精力放在影视配音上发展,在多部著名美国影视剧中担任主角的配音,在外国影视迷中的知名度远远高于动画圈。
第一任妻子是声优金井美香,两人在结婚12年后,于2006年春天共同协议离婚。根据报道,金井美香是在1994年答应了山寺宏一站在邮筒上的大胆求婚,而开启了这12年来的银色夫妻生活。由于两人都是在业界数一数二的实力派声优,因此常有机会在同一部动画、同一出广播剧之中欣赏到他们俩的共同演出。
第二任妻子是声优田中理惠,山寺宏一于2012年6月17日在推特上公布二人的婚讯。山寺宏一更新推特称:“因为没有官方博客,因此在这里向大家报告,山寺宏一昨日6月17日与声优田中理惠注册结婚了。能遇到能和我一起共度人生的搭档我很感恩。我们会构筑一个相互信任、相互支持、充满欢笑的家庭。”
田中理惠也在官方博客报告结婚喜讯,她说:“向平日里一直支持田中理惠的大家报告!我,田中理惠已经在6月17日和山寺宏一注册结婚了。在粉丝们祝福鼓励的第三年,我终于抓住了幸福!能和他一起站在第二人生起点很幸福,以后我们两人会互相扶持,感谢家人朋友以及工作上照顾我们的大家。还有要再次感谢一直支持我的粉丝们,衷心感谢!很期待我们从今天开始能一步步进入新的生活,一起度过以后的人生。希望我能成为了不起的妻子,今后也希望大家能继续支持我们,守护我们。”