温水洋一的父亲曾在日本自卫队服役。在他就读初中期间，由于某些特质，同学们给他起了一个“海法师”的外号，这是日本民间传说中一种妖怪的名称。他毕业于宫崎县立都城西高中，随后进入日本福祉大学完成学业。值得一提的是，知名演员永濑正敏与他出自同一所高中，但永濑正敏比他低两届。在高中三年级时，发生了一件对温水洋一未来道路产生关键影响的事：一位他当时默默倾慕的女同学偶然对他说了一句“你难道不适合演戏吗？”这句话触动了他，促使他下定决心，随后便加入了学校的话剧社团，从此开启了与表演艺术的不解之缘。
2007年，在一次高中同学聚会上，两人再度重逢。此时，那位女同学早已忘记自己当年曾说过的话，也全然不记得曾鼓励温水洋一向演艺道路发展这回事。回溯其早年经历，温水洋一于1988年加入了大人计画剧团，并于1994年选择退团。在剧团期间，他与松尾鲈鱼合作，共同组建了名为“鼻与小箱”的表演组合。1997年，他与通过剧团相识、比自己小四岁的恋人步入婚姻殿堂。事实上，直到32岁时，温水洋一仍主要依靠兼职和零工维持生计，他正是在这种经济颇为拮据的“赤贫”状态下完成了结婚这件人生大事。1998年，他与安斋肇、村松利史等人携手，共同创立了“一二三事务所”。自此，他以个性鲜明的表演风格活跃于演艺界，不仅参演了大量舞台剧和电视剧，还频频在各类综艺节目中亮相，逐渐成长为一名备受瞩目的个性派演员。2021年，他出演了电视剧《准教授‧高槻彰良的推测》。进入2025年，他的作品更是密集呈现：1月5日，其参演的电视剧《云雾仁左卫门 完结篇》播出；紧接着在1月8日，另一部他参与的电视剧《物产展之女：宫崎篇》也与观众见面。3月23日，电视剧《越过天城》播出；5月10日，电视剧《天城山奇案》亦如期播映。同年9月13日，他参演的作品《初恋艺人》正式上映，为其忙碌的演艺日程再添一笔。
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