真田广之出生于日本东京，在1965年，年仅五岁的他便加入了当地知名的向日葵儿童剧团，开始了早期的艺术启蒙，那时他使用的本名仍是下泽广之。到了1966年10月25日，他获得了首次参与电影演出的机会，在由千叶真一领衔主演的作品《浪曲子守歌》中亮相，该片的上映标志着他演艺生涯的初步起点。随后在1969年，真田广之又参与了由著名演员高仓健主演的另一部电影《最后的流浪者》的拍摄，进一步积累了表演经验。进入国中一年级后，他正式加入JAC（Japan Action Club），系统学习武术与动作表演，并由此拜入千叶真一门下，成为其正式弟子。在恩师千叶真一的悉心指导与建议下，真田广之经过慎重考虑，决定暂时停止演艺活动，将重心转向学业与专业技能的深入学习，为日后更长远的发展奠定坚实基础。
1978年，真田广之正式开启了他的演艺生涯，其出道作品是由著名导演深作欣二执导的动作电影《柳生家族的阴谋》，正是在这部影片中，他首次启用了“真田广之”这一日后广为人知的艺名。在投身演艺事业之前，真田广之曾于日本大学艺术学部的映画科进行系统学习，这段大学经历为他奠定了坚实的电影理论与创作基础。到了1981年，真田广之参演了由千叶真一与泽田研二联袂主演的惊悚动作片《魔界转生》，该片上映后获得了广泛关注。在影片中，他成功塑造了角色“雾丸”，一位在剧情中遭遇灭族命运的伊贺忍者，其表演进一步展现了他在动作与戏剧方面的潜力。
一九八二年六月十二日，由深作欣二执导、真田广之与松坂庆子联袂主演的剧情片《道顿堀川》正式公映。影片中，真田广之成功塑造了年仅十九岁却爱上二十九岁艺妓的学生“安冈邦彦”一角，其细腻深入的表演赢得了广泛认可，并借此角色荣获当年日本电影学院奖的新人奖项。同年六月二十四日，真田广之还与黄正利、李元霸共同主演的动作电影《龙之忍者》于香港上映，进一步拓展了其在亚洲影坛的影响力。进入一九八三年十二月十日，真田广之与药师丸博子合作出演的奇幻动作电影《里见八犬传》登陆银幕，他在片中扮演了名为“犬江亲兵卫”的人物，展现了其在不同类型作品中的驾驭能力。一九八六年六月二十六日，真田广之携手杨紫琼、王敏德，主演了香港动作电影《皇家战士》，他在片中饰演一位名为“山本”的日本警探，角色形象鲜明且令人印象深刻。 时间来到一九九三年一月，由野岛伸司编剧、以师生恋为题材的电视剧《高校教师》在日本播出，真田广之在剧中饰演生物教师“羽村隆夫”，他与高中生二宫茧之间展开了一段充满禁忌与悲剧色彩的复杂恋情，其表演深刻揭示了角色的内心矛盾。一九九五年二月四日，真田广之与岩下志麻合作，在筱田正浩执导的剧情片《写乐》中亮相，他饰演的舞台剧艺人“十郎兵卫”展现了其深厚的表演功底。一九九八年一月三十一日，真田广之与松岛菜菜子共同主演、由中田秀夫执导的悬疑恐怖电影《午夜凶铃》在日本上映，他在片中扮演了浅川的前夫“高山”，为影片增添了关键的情感层次。 一九九九年，真田广之做出了一个重要的职业决定，他参与了英国皇家莎士比亚剧团（RSC）的舞台剧《李尔王》的公演，并由此成为首位参与该剧团演出的日本演员，这标志着其演艺事业迈向了国际舞台。二零零一年，真田广之搭档铃木京香、米仓凉子，主演了情感电视剧《非婚家族》，他在剧中生动刻画了被妻子抛弃的中年男子“的场洋介”，将角色的迷茫与坚韧表现得淋漓尽致。二零零二年十一月二日，真田广之与宫泽理惠主演、由山田洋次执导的爱情电影《黄昏的清兵卫》在日本上映。他在片中饰演下级武士清兵卫，这位角色在妻子病逝后，仅靠微薄薪俸独自照料患有痴呆症的年迈母亲和两个年幼女儿，每日公务结束后总是匆匆返家，从不参与同僚间的应酬，因而被戏称为“黄昏的清兵卫”。真田广之凭借对此角色深沉而克制的精湛演绎，先后荣获第四届优秀电影奖以及第七十六届日本电影旬报奖的最佳男主角奖项，赢得了业界与观众的高度赞誉。
二零零三年十二月五日，由爱德华·兹威克执导的动作大片《最后的武士》正式公映，该片汇聚了汤姆·克鲁斯、渡边谦、加藤小雪以及真田广之等国际影星。在影片中，真田广之成功塑造了武士“Ujio”这一角色，其精湛的演技给观众留下了深刻印象。随后在二零零五年七月三十日，他与寺尾聪共同主演的惊悚剧情片《亡国舰队》（亦被称为《亡国神盾舰》《亡国之舰》）登陆大银幕，真田广之凭借对先任伍长“仙石恒史”一角的出色诠释，荣获了第四十八届日本电影蓝丝带奖最佳男主角的殊荣；同年十二月十五日，他又与张东健、张柏芝、谢霆锋、刘烨等演员合作，出演了由陈凯歌执导的东方奇幻史诗电影《无极》，该片在中国大陆上映，真田广之在片中饰演了威严而复杂的大将军“光明”。二零零七年四月五日，真田广之领衔主演了由丹尼·鲍尔执导的灾难悬疑片《太阳浩劫》，他在片中扮演了经验丰富、沉着冷静的机长“凯恩达”；紧接着在同年八月十日，他参演了由成龙与克里斯·塔克联袂主演的动作喜剧《尖峰时刻3》，并在其中挑战自我，饰演了身手不凡且心机深沉的大反派“健二”。二零零八年五月九日，真田广之出演了由安迪·沃卓斯基和拉娜·沃卓斯基联合执导，克里斯蒂娜·里奇、埃米尔·赫斯基、马修·福克斯等主演的动作影片《极速赛车手》。到了二零零九年，他参演了由奥玛尔·梅特瓦利、安东尼·霍普金斯以及劳拉·琳妮主演的剧情片《终点之城》。二零一零年，真田广之的身影出现在科幻悬疑类电视连续剧《迷失第六季》中，该剧由纳威恩·安德利维斯、内斯特·卡博内尔、亨利·伊安·库斯克等人主演，他在剧中饰演了一位在重启的时间轴里与主角John命运紧密相连的神秘人物。二零一一年九月二十一日，由艾米丽·万凯普领衔主演的犯罪题材电视剧《复仇第一季》首播，真田广之亦在其中贡献了精彩演出。二零一三年七月二十六日，真田广之与休·杰克曼、冈本多绪、福岛莉拉、山内春、李威尹等演员合作，出演了科幻动作巨制《金刚狼2》，他在片中化身金刚狼的强劲对手之一“矢志田信玄”；同年十二月二十五日，他与基努·里维斯、柴崎幸、浅野忠信等共同主演的奇幻动作电影《四十七浪人》上映，真田广之在片中饰演了忠诚而坚毅的浅野内匠头家臣“大石内藏助”，进一步展现了其宽广的戏路与深厚的表演功力。
二零一四年一月十一日，由尼尔·纳佩尔与洁蕊·瑞恩联袂主演的一部生化题材惊悚剧集《双螺旋》正式首播，日本演员真田广之在剧中参与了演出，他所饰演的角色是北极生物系统研究基地中一位心机深沉的科学家“畑博士”；同年七月九日，真田广之再次担纲主演，与哈莉·贝瑞、皮尔斯·加格农以及卡穆琳·曼海姆共同合作，推出了一部全新的科幻剧集《传世第一季》，该剧也于当日首次与观众见面。时间来到二零一五年二月八日，真田广之参演了一部由伊恩·麦克莱恩领衔主演的悬疑推理电影《福尔摩斯先生》，这部电影选择在柏林电影节进行首映，他在片中扮演了福尔摩斯的一位日本友人，名为“梅崎”。二零一八年一月十九日，真田广之出演了一部剧情片《接球手间谍》，此片由曾执笔《拯救大兵瑞恩》的著名编剧罗伯特·罗达特编写剧本，并在圣丹斯电影节上完成了首映。二零一九年十一月，于第五届亚洲国际电影节期间，真田广之被授予了AWFF 2019雪豹杰出电影成就奖，以表彰他在电影领域的卓越贡献。二零二一年四月八日，由温子仁担任监制、西蒙·麦奎德执导的格斗游戏改编真人电影《真人快打》在中国香港地区上映，真田广之在片中主演了标志性角色“蝎子”；紧接着在同年的四月二十二日，他与约翰尼·德普共同主演、由安德鲁·莱维塔斯执导的电影《水俣病》也在中国香港上映；随后在五月十四日，他参演的由扎克·施奈德执导的科幻恐怖电影《活死人军团》于美国正式公映。二零二二年八月三日，真田广之参演了由布拉德·皮特主演的影片《子弹列车》，该片在洛迦诺电影节举行了首映礼。二零二三年三月十三日，他参演的另一部电影《疾速追杀4》在西南偏南电影节首映，他在片中饰演主人公“约翰”（由基努·里维斯扮演）的一位老朋友，其身份是一位酒店经理。二零二四年二月二十七日，真田广之主演的一部历史战争剧集《幕府将军第一季》在美国上映，这部剧集改编自詹姆斯·克拉维尔于一九七五年出版的同名畅销小说，他在剧中塑造了日本大名“吉井虎长”这一重要角色。二零二四年九月，凭借其在作品《幕府将军》中的精湛表演，真田广之荣获了第七十六届美国黄金时段艾美奖剧情类剧集最佳男主角奖项。直至二零二六年五月十五日，真田广之参演的R级动作片续集《真人快打2》在北美地区上映，他于片中再次饰演了“蝎子”这一角色。
一九九零年，真田广之与同为演艺界人士的手理美步入婚姻殿堂，婚后两人共同养育了两个儿子。然而这段婚姻在数年后遭遇波折，一九九五年，在真田广之担纲主演的电影《写乐》的拍摄过程中，他与该片的女主角叶月里绪菜因戏结缘，发展出了超出工作范围的感情。两人的私下约会被媒体意外曝光，引发了广泛的公众关注，在舆论压力之下，真田广之不得不与妻子手理美开始分居生活。这段婚姻最终未能挽回，于一九九七年正式结束，前后共维系了七年时间。 进入新世纪后，真田广之的感情生活再次成为媒体焦点。二零零六年，据多家日本媒体报道，他与时年三十七岁的女演员铃木京香已处于秘密同居状态，并且有计划在当年三月正式办理结婚登记。此事一度引发热议，但后续进展并未立即公开。直至二零零九年，据中新网援引消息报道，日本著名影星真田广之再度传出将与铃木京香结婚的消息，显示出两人关系历经数年依然稳定。与此同时，真田广之在演艺事业中拍摄的各类写真照片，也持续展现其作为演员的专业形象与个人魅力。
在一九九五年与一九九八年，日本知名演员真田广之先后参与了由著名导演蜷川幸雄所执导的莎士比亚经典戏剧《哈姆雷特》日语版本的舞台演出，展现了其深厚的戏剧功底。随后在一九九九年，真田广之更进一步，受邀参加了英国皇家莎士比亚剧团（简称RSC）的舞台剧《李尔王》的国际公演，他由此成为首位参与该剧团正式演出的日本籍演员，这项成就不仅标志着其艺术生涯的重要突破，也为他赢得了国际认可，并因此获颁大英帝国勋章第五等级，即员佐勋章。进入二〇〇〇年，真田广之的舞台活动依然活跃，他接着参演了由日本著名编剧兼导演三谷幸喜（Kôki Mitani）亲自创作并执导的舞台作品《オケピ》（Okkepi），持续拓展其在戏剧领域的艺术实践。
一九八二年，当时年仅二十二岁的青年演员真田广之在参演作品《道顿堀川》时，与比他年长八岁的知名女星松阪庆子共同演绎了一段极具张力的激情场面，这一情节迅速在观众间引发广泛讨论与热议。自此之后，真田广之的演艺形象便常常与大胆的情感戏份紧密关联。到了第二年，也就是一九八三年，真田广之与被誉为日本玉女天后的清纯派代表药师丸子合作，共同出演了《里见八犬传》，二人在影片中呈现的缱绻缠绵的互动，令许多长期喜爱药师丸子的影迷感到难以接受甚至心生抵触。时间推移至一九九五年，在真田广之担纲主演的电影《写乐》的拍摄过程中，他与片中女主演叶月里绪菜因戏生情，这段戏外发展的恋情未能避开媒体的密切关注，最终被镜头与报道当场捕捉，从而再度成为公众关注的焦点。
真田广之先生的身高虽不突出，却自带一种威严庄重的气派，其举手投足间流露的大将风范，令人一眼便能理解陈凯歌导演选择他饰演那位象征骄傲的大将军光明的原因。他既展现出坚定的自信，又保持着温和的谦逊，面对记者的提问总会先沉静思索，再慎重作答，态度严谨而充满诚意。纵观真田广之的演艺历程，其主演的作品大多集中于古装题材，其中为中国观众所熟知的包括《里见八犬传》与《黄昏清兵卫》等经典之作。此外，他在部分现代题材剧集中的表现也同样深入人心，例如《莆田进行曲》和《麻雀放浪记》等作品，凭借精湛的演技赋予了角色鲜活的生命力，给广大观众留下了深刻而持久的印象。