1931年8月29日,市川雷藏出生于京都府京都市中京区西木屋町神屋町。出生后六个月的时候过继给身为歌舞伎演员的伯父作为养子,本名改为竹内嘉男。市川雷藏1934年,从京都迁往大阪,1946年,15岁,三年级时从初中退学,选择成为歌舞伎演员。11月,在大阪歌舞伎座举办的东西联合大歌舞伎《中山七里》中,初次登上舞台。此时被当时著名的歌舞伎表演者三代目市川寿海发掘。电影1951年4月,成为三代目市川寿海的养子,袭名为八代目市川雷藏。6月,首次用此名在大阪歌舞伎座举行了表演。但因门户之见,在歌舞伎界并不得志,于是愤而脱离歌舞伎行业,转身投入电影演员行列。1954年,成为大映株式会社所属的电影演员。同年8月25日,在电影《花の白虎队》系列中首次出演。此后,在该系列的第五部《潮来出岛美男剣法》,第六部《次男坊鸦》中陆续担任主演。1955年9月21日,出演沟口健二导演的《新平家物语》,饰演平清盛,大受好评。1958年,出演市川昆导演的《炎上》,凭此获得了电影旬报最佳男主角奖,蓝丝带最佳男演员主演奖,自此市川雷藏确立了合格明星的地位。1963年,出演《眠狂四郎》,之后连续12次出演该系列电影。1968年6月,在拍摄《関の弥太っぺ》中遭遇肠出血而住院,后诊断为直肠癌,同年8月11日出院。1969年2月,因身体不适再次入院。1969年7月17日,因转移性肝癌而去世,享年37岁。
1962年与永田雅一的养女永田雅子结婚,生三子。
1959年《炎上》获得电影旬报主演男演员奖。1959年《炎上》获得蓝丝带主演男优奖,《弁天小僧》NHK电影最优秀主演男优奖。1959年《炎上》在意大利电影杂志《シネマ・ヌオボ》中获得最佳男演员奖。1964年《剑》获得京都市民电影节主演男演员奖。1967年《华冈青洲之妻》获得NHK电影最佳男演员奖,电影旬报主演男演员奖。1968年《华冈青洲之妻》获得京都市民电影节主演男演员奖。1969年获得京都市民マキノ省三赏。