神奈川県横浜市の生まれ。父は劇団民芸の名優・宇野重吉。1964年にフォークグループ“ザ・サベージ”を結成し、文化学院大学文学部在学中の66年にプロデビュー。グループサウンズ・ブームの中で『いつまでもいつまでも』などをヒットさせたが、67年にグループから脱退する。同年、父・宇野重吉が出演していた石原裕次郎製作・主演の「黒部の太陽」68のロケ現場で裏方のアルバイトをしていたところ、監督の熊井啓に勧められ、同作品で俳優デビュー。以後は石原プロモーションに所属し、森﨑東監督「喜劇・男は愛嬌」70などを経て、75年の山田洋次監督「同胞（はらから）」では農協青年会長役で主演に起用される。初期は朴訥で庶民的な青年役が多かったが、石原プロ制作の日本テレビ『大都会PARTⅢ』78～79、テレビ朝日『西部警察』79～82などの刑事役でアクションスターとして人気を集める。81年、ソロ歌手として発表した『ルビーの指環』が135万枚を売り上げる大ヒットとなり、この年の日本レコード大賞、日本歌謡大賞に輝いた。その後は石原プロを離れ、映画を中心に活躍。「乱」85、「夢」90、「まあだだよ」93と晩年の黒澤明監督作品に連続して重要な役で起用され、黒澤の助監督だった小泉堯史が黒澤の遺稿を映画化した監督デビュー作「雨あがる」00では、心優しい浪人・三沢伊兵衛役で主演をつとめる。同作で日本アカデミー賞最優秀主演男優賞に輝き、小泉とは「阿弥陀堂だより」02、「博士の愛した数式」06でも続けてコンビを組んだ。04年、佐々部清監督「半落ち」でブルーリボン賞と日本アカデミー賞の主演男優賞を受賞。微細な表現で人間の想いを伝える名優としての評価を確立している。08年、紫綬褒章を受章。日本テレビ『２丁目3番地』71で共演した范文雀と73年に結婚したが、１年半で離婚。その後、モデルの星野真弓と再婚した。