仲星火出生后不久就被过继给当地一大户人家做养子，后随养父姓赵，名金声。1938年，进入亳州怀恩中学学习，并改名为赵侠生。
1946年，进入山东临沂解放区军官训练团学习；5月4日，转入山东大学文艺系，开始从事文艺工作；同年，更名“仲星火”，取意为“在群众中当一颗‘火星’，发着自己的光和热”。
1949年5月26日，随华东军区政治部文工团南下，进驻上海，先被分配到国棉一厂协助工作，后随文工团一队进入刚刚成立的国营上海电影制片厂，正式成为电影演员。
1950年，参演个人首部电影《农家乐》；同年，参演剧情电影《胜利重逢》。1952年，出演由成荫、汤晓丹联合执导的战争电影《南征北战》；同年，跟随上海电影制片厂同事一起前往朝鲜战场体验生活。
1954年，与冯奇、吴漾联合出演剧情电影《山间铃响马帮来》，在片中饰演少数民族青年戛瓦。1955年，与上官云珠、孙道临联袂主演剧情电影《南岛风云》，在片中饰演抗日游击战士张强。
1956年，与赵丹、舒适联合主演人物传记电影《李时珍》，这是他首次出演古代人物；同年，与曹会渠、秦怡等共同出演抗战电影《铁道游击队》，在片中饰演铁道游击队队员彭亮。
1959年，参演由郑君里执导的人物传记电影《聂耳》；同年，与崔嵬合作主演剧情电影《老兵新传》，该片根据开发北大荒的历史改编；此外，还主演了由鲁韧执导的喜剧电影《今天我休息》，在片中饰演朴实憨厚、热爱工作的派出所户籍民警马天民。
1961年，参演由刘琼执导的抗日电影《51号兵站》，这是仲星火首次出演反派角色；同年，由其参演的剧情电影《枯木逢春》上映。1962年，与张瑞芳合作主演喜剧电影《李双双》，在片中饰演勤劳憨厚、诙谐幽默的李双双丈夫孙喜旺，他凭借该片获得第2届大众电影百花奖最佳男配角奖。
1963年，与魏鹤龄、秦怡联合出演剧情电影《北国江南》，饰演农业社副主任老郑。影片上映后不久，因描写“中间人物”和宣扬“资产阶级人性论”，被打成“大毒草”。1964年，出演根据周而复同名作品改编的人物传记电影《白求恩大夫》；同年，出演由沈浮执导的剧情电影《丰收之后》。
1965年，参演由天然、赵焕章联合执导的剧情电影《他们在成长》。1966年6月，“文化大革命”期间仲星火受到冲击。1969年11月，到上海奉贤“电影五七干校”参加劳动改造和“斗、批、改”运动。1970年3月，从干校回到上海电影译制厂参加电影配音工作。
1974年，与王政、钱红娟共同出演剧情电影《一副保险带》。1976年，与马昌钰等合作主演剧情电影《欢腾的小凉河》。1978年，与杨在葆、潘军联合主演根据同名小说改编的剧情电影《大刀记》。1979年，与张玉红共同主演战争电影《傲蕾·一兰》，在片中饰演傲蕾·一兰的父亲傲蕾·希尔奇伊；同年，与高英、毛永明等联袂出演剧情电影《她俩和他俩》。
1980年，由其出演的剧情电影《雪花和栗子球》上映；同年，与李志舆、张瑜联合主演剧情电影《巴山夜雨》，在片中饰演善良正直而富于幽默感的民警老王，他凭借该片获得第1届中国电影金鸡奖最佳男女配角集体奖；此外，还与徐敏、严翔联袂主演了犯罪电影《405谋杀案》，在片中饰演东海市公安局侦察员陈明辉。
1981年，与张雁合作主演喜剧电影《月亮湾的笑声》，在片中饰演纯朴而又胆小怕事的庆亮；11月，由其出演的剧情电影《天云山传奇》上映，在片中饰演不喜欢独立思考的地委副书记吴遥；同年，与张甲田合作主演当代电影《当代人》。
1982年，与卢青、张瑜联合主演剧情电影《小金鱼》，饰演工读学校的钟老师。1983年，与陈燕华、凌云联合出演剧情电影《浪花细沙》。1984年，与曹会渠、秦怡联袂出演剧情电影《青山夕照》；同年，与张雁共同主演剧情电影《月亮湾的风波》；6月4日，从上海电影制片厂正式离休。
1985年，与张小磊合作主演根据古华小说《相思树女子客家》改编的剧情电影《相思女子客店》。1986年，与王馥荔、石维坚联合主演剧情电影《留在海边的脚印》。1987年，与戴兆安合作主演家庭电影《小大老传》，在片中饰演乐于助人，脾气很倔的退伍工人罗老满；同年，与戴兆安、沈伐联袂主演剧情电影《哭笑不得》；此外，还出演了电视剧《嘿，哥们儿》。
1988年，由其出演的剧情电影《男女有别》上映。1989年，与尤丽华、周志清共同主演剧情电影《神猫与铁蜘蛛》。1990年，与奚美娟合作主演剧情电影《假女真情》，在片中饰演阔别大陆40年之久的国民党老兵王福寿。1991年，与李铁、赵静联合主演爱情喜剧电影《有情人》，饰演服装厂的老工会主席阿琪师傅。
1992年，与宁理、陈剑月共同主演都市剧《小浦东传奇》；同年，与宋忆宁、吕凉联袂主演剧情电影《请勿打扰》。1993年，与胡亚捷共同主演电视剧《满天星》；同年，由其出演的传记电影《小绍兴传奇》上映；此外，还与薛国平共同出演了剧情电影《诈骗犯》。
1994年，出演由姚寿康执导的剧情电影《乔迁之喜》；同年，参演由于杰执导的剧情电影《红帽子浪漫曲》。1996年，与李秀冬搭档主演爱情电影《爱情女侦探》。1997年，与葛优、陈道明联合出演古装剧《寇老西儿》。1997年，与马骥共同主演剧情电影《今天我离休》。
1999年，由其参演的电视剧《争执》播出。2000年，与刘敏涛、潘粤明联合出演剧情电影《西区故事》。2001年，与焦晃、于小慧联合主演都市剧《汽车城》；同年，与何赛飞、叶萌共同出演家庭剧《婆媳过招》；此外，还参演了电视剧《权力界》。
2002年，出演改编自梁凤仪同名小说的家庭伦理剧《豪门惊梦》。2003年，与陶虹、黄磊联袂出演爱情电影《38度》，在片中饰演非典时期关爱生命的人民警察。2005年，仲星火获得国家人事部和国家广电总局颁发的“国家有突出贡献的电影艺术家”荣誉称号。
2009年，在庆祝中华人民共和国成立60周年的献礼电影《建国大业》中饰演民主人士黄绍竑。2011年，参演由江平执导的人物传记电影《少年邓铭恩》。2012年，与许还山、吴天明等联合出演喜剧电影《飞越老人院》。2014年，参演毛泽东诞辰120周年献礼电影《毛泽东在上海1924》，饰演95岁的毛泽东故居义务讲解员，这是他一生中出演的最后一部影片。
感情
1940年，仲星火奉养父母之命、媒妁之言，娶陈倩为妻。婚后不久，三个女儿相继出生。1979年6月4日，妻子陈倩因突发脑溢血逝世。1982年初，仲星火与祝芸仪登记结婚。
逝世
2014年12月25日中午11点52分，仲星火因病在上海黄浦中心医院逝世，享年91岁。
个人奖项
在电影《李双双》中，仲星火用一个下意识的动作对人物性格、人物关系拿捏十分传神，又丝毫不露痕迹，生动自然，浑然天成。仲星火的表演在腼腆中带着诚朴可亲的气质。他扮演的普通人，经过电影的叙事，不仅转变成热爱集体主义生活的公民，而且提供了一个如何在日常生活中服从于共产主义理想的模范。他的角色是要教育观众，引导他们通过社会主义劳动的实践去追求更好的生活。同时，他是一个“多演主义者”，“正面、反面、喜剧、悲剧”，各类角色，他都有敢于去尝试的渴望。他的艺术人生轨迹，也从一个侧面体现出上海都市文化、电影文化的某种流动和变迁。
