出身
武藏國多摩郡石田村(現在東京都日野市石田)出生。一般認爲他是六兄弟姐妹中最小的。土方家出身爲平民。出生前父親已過世，六歲時母親亦過世，而由二哥喜六夫妻倆扶養長大。
十一歲時在江戶上野的“鬆阪屋和服店”(現在鬆阪屋上野店)當學徒，但不久即因和前輩爭執而返回日野。十七歲時至江戶傳馬町的和服店工作，亦因爲和上司不和而回到日野。之後以其家相傳的祕方傷藥“石田散藥”四處行商，並在此時至各地的劍道道場修業及比試。在日野的佐藤道場, 通過姐夫佐藤彥五郎結識了之後的天然理心流第四代傳人島崎勝太(之後的新選組局長近藤勇)。歲三在安政6年(1859)3月29日、正式成爲天然理心流的入門弟子。文久3年2月，歲三隨著近藤道館的師兄弟一起參加了幕府上京都的浪士組召募。
新選組
文久3年(1863年)八月十八日政變後，他與近藤勇所參加的壬生浪士組因功賜名爲新選組。近藤勇原本與芹澤鴨、新見錦共同領導，但芹澤與新見二人在京都經常酒醉鬧事，甚至勒索，後新見錦切腹、近藤派兵肅正了芹澤和其黨羽、自此近藤勇終於得以一伸報國之志，而土方則就任副長，負責京都的治安警護維持。
新選組的權力集中在局長，出謀劃策則由副長歲三承擔。
元治元年(1864年)6月5日“池田屋事件”時、歲三率隊前往長州土佐藩士進出頻繁的四國屋進行搜索，卻不見可疑人物，旋即前往池田屋支援近藤等人。新選組在池田屋事件之後得到破格的恩賞。
新選組的局中法度，對違法犯紀和無故叛逃的隊士相當嚴格，往往切腹是唯一的懲罰。連總長山南敬助叛逃之舉，也被下令切腹。
從組建到衰亡，土方自始自終與新選組一起同生共死。戊辰戰爭中，近藤被俘後於板橋平尾一里冢被斬首，土方則率領着殘部逃亡會津，雖然大部分隊士們都是聞名劍客，但卻始終不是槍炮的對手。在最後階段新選組連戰連敗，土方眼睜睜地看着戰友們一個個的離去。1869年的五棱墩之戰，奉命駐紮在弁天台場的新選組遭到新政府軍圍攻，土方歲三單槍匹馬前去援救，被一發子彈擊中左腹，落馬而死。
性格交際
歷史上的土方不僅劍術過人，在工於心計方面也是一把好手。在新選組的日子裏，他一直擔任的是組裏的軍師角色。八一八事變是新選組在京中所立下的首個戰功，當時許多精準有效的謀略即出於他的策劃。雖然新選組的局長是近藤勇，然而毫不誇張的，我們可以認爲讓它壯大起來的靈魂人物還是土方。從某種意義上講近藤是新選組的領袖，而土方卻是實際支配組織的影皇帝。對外爲了抗敵，對內則要粘合人心渙散的組織，因此土方也給世人留下了“爲達目的不擇手段”的印象。例如土方拷問俘虜的一些酷刑，據稱當時情況“觀者爲之側目，隊士亦不敢逼視”。而讓一般市民形成“隊士們通常看不過眼便拔刀相向，需要金錢的話便脅迫商人出錢的人大有人在。土方豈止是暗殺，還自己率先製造血案。市民們現已將新撰組當成鬼怪似的避開。”的印象，土方顯然是最大的原因。
鐵腕，也是大家在提到這位傳奇人物時第一時間會想到的形容詞。從土方遺留下的畫像來看，他顯然很具有成熟男性的魅力，相貌也相當帥氣，甚至有着與滿手血腥形象頗爲不符的具有風流之名。
武器
土方劍術極高，在組內僅次於沖田，局長近藤勇與其相較之也有所不及。他的佩刀有十一代和泉守兼定、越前康繼、堀川國廣、下原康重。其中最著名的就屬二代和泉守藤原兼定(簡稱“和泉守兼定”)和堀川國廣。
其一“和泉守兼定”，刃長70.6cm，著名刀工第十一代兼定所作。刀銘“和泉守兼定”。裏銘“慶応3年2月日”。
注：二代兼定(九字兼定)，刀表銘“和泉守藤原兼定作”與裏銘“臨兵闘者皆陣烈在前”爲另一作品，並非土方歲三所持刀。二代兼定因爲刀銘的定字下部分寫作“之”字，也被稱爲“之定”。
其二“堀川國廣”，刃長約59cm，刀銘“堀川國廣”，著名刀匠九州日向住國廣所作。不過由於刀匠國廣幾乎沒有二尺以下的作品，長僅一尺九寸六分的他是否爲真品仍存爭論。
其絕技有天然理心流中極位目錄.五月雨七變化、天然理心流奧義.浮鳥之位、新選組劍技.無想平突刺、向拔擊劍、祕劍.月之輪舞、地摺り
其他
佐幕之星--土方歲三，是個善於謀略的劍術家與兵法家，不僅是他的謀略，連他的劍術也是旁人所望塵莫及的。據稗官野史所言，土方歲三曾以「內藤隼人」的變名，陪思想家吉田松陰上過培裏的「黑船」，其膽大的個性，在當代也算得上相當少見。
其肩書“我流.免許皆傳天然理心流中極位目錄 ”(天然理心流三代目宗家.近藤周助認定免許以上實力)。
新選組嚴苛的「局中法度」，就是由土方歲三所擬定。被喻爲「新選組實質支配者」的土方歲三，他的一生頗富傳奇性。在所有的幕末英傑之中，風流倜儻、五尺五寸?八寸(168cm?176cm)，是公認除了英俊瀟灑的伊庭八郎之外，無人能及的美男子。
歲三的驍勇善戰，在京都之際，還不是那麼引人注目。但是，自從近藤勇流山被誘捕之後，土方歲三對明治政府軍所造成的傷害，遠超過官軍所能承受。然而，獨木難支大局。其它庸將一再地對歲三諸多掣肘，連戰連勝的歲三即使在局地戰區所獲得的驚人戰果，這些籌碼都會被擁有主導權的凡將一口氣輸乾淨。連戰連勝卻必須因他人的失敗而撤退的土方歲三，心中之無奈可想而知!
不得已轉進到會津的歲三，本圖繼續在鬆平容保的身邊擔任護衛，但當西軍開始攻向會津的時候，鬆平容保卻不準歲三參戰，反而下令他護送幕臣北走，想必是爲了在忠心的近藤勇被維新派殺害之後，不願再讓這位愛將犧性，才決定跟歲三永世訣別吧! 歲三一行到達箱館之後，建立了蝦夷共和國，然而，建國沒多久，馬上就因爲稅收的問題而起了嫌隙。歲三認爲：不論勝負如何，絕不該再給市民帶來困擾。若再擾民不堪，不啻和「挾維新之名，行利己之實」的明治官僚一樣卑劣!而在受到主公被軟禁而戰友又相繼去世的打擊，以土方歲三的矜持而言，他寧可光榮戰死也不願和明治官僚媾和!後來明治新政府大舉來襲，歲三二話不說，開始痛擊官軍。
從宮古灣迴天奇襲開始，雖然功敗垂成，也打到新政府軍兵上下心驚膽寒;後又施展其國士無雙的兵法，率領着僅有單發步槍，爲數不到二百人的小部隊，在臺場山肆意玩弄着擁有最新式連發步槍與數十門大炮，總數高達五千人的新政府大軍於股掌之間!此次的戰役，更是震驚國內外，連法國皇帝都迫切希望土方歲三願意亡命法國，好擔任法軍的師團長。此舉當然被土方所婉拒!然而指揮系統的混亂，再加上共和國上層已經有意和談，歲三已不願苟活!
明治二年五月十一日，土方歲三爲了救援被官軍層層包圍的新選組老部屬，帶領着不到五十人的自願敢死隊，果敢的和官軍駁火，在左右皆亡的狀況下，歲三單槍匹馬果敢地突入敵陣，被流彈擊中而陣亡。
(然而，平成十二年之後，多數的有力資料顯示，流彈竟是從背後襲來!這項傳聞不禁更令人痛心於歲三的不幸……)【關於斜體字部分另一註釋：關於土方先生的死，在國內我能找到的資料裏面，只有日文的“宇都宮之戰”中略提過於此類似的說法，但，並未給出出處，我看過一段視頻，最後有講土方先生在一本木關門的戰鬥情況，雖然視頻中仍然說是被官軍擊中，但如果這就真的是歷史中的真實戰況，那麼，土方先生被自己人擊斃的可能性很高，只是，呵呵，總不希望土方先生是這樣死掉的，現實很殘酷，不忍面對啊~~~而且，當時到底是什麼情況，是自殺性衝殺還是視頻中所講那樣，現在誰也說不清。
土方歲三的遺作是首和歌： 「孤臣身殉蝦夷島，忠魂永衛東方君 」
「東之君」，中文譯者多誤認爲鬆平容保、然而，實際上歲三所託喻是德川慶喜。在動盪的幕末，食古不化的德川慶喜、以及飽受奸人陷害的鬆平容保，能有近藤勇、土方歲三這一班愛將如此效忠，君與臣之間的信任與情義，實爲難能可貴!而當代忠勇無雙、智謀過人的土方歲三，其流風遺蹟，即使時至今日，海內外猶然傳誦不已!
歲三的衣冠冢被悄悄安葬於箱館市內的納涼寺。至於函館市(淨土宗)稱名寺中，鴻池屋的手代友次郎也爲歲三偷偷地立了一座碑。雖然，碑文上面署名爲友次郎所立;實際上，立碑的資金卻是箱館市的商人和居民們所暗中納獻。全箱館市上上下下無不感念土方歲三的恩德。在蝦夷共和國時代，大鳥圭介主張以「戰爭獻金」爲名，向全箱館市市民變相收取負擔相當巨大的「保護費」。然而，歲三卻以「杯水車薪」爲理由，嚴詞反對。
「這麼做，和窮兵黷武的明治政府作法還有什麼不同!即使軍政府未必能再支持下去，也不能巧立名目訛詐市民!我們絕不能讓如此的污名長留青史，受人唾罵 !」歲三如是說。而這「戰爭獻金」的加稅計劃，也在歲三強烈的正義感之下宣告流產。
爲此，箱館市民得以不因戰爭而流離失所，自然偷偷立碑以記念歲三。歲三俗名「土方(歲三)義直」，因此歲三老家替他立下的墓碑之上，便取名字中的其中一個字以爲戒名，是爲「廣長院釋義操」。不過，箱館市民爲歲三所供奉的碑文上，戒名卻是「歲進院殿誠山義豐大居士」，因爲當年的箱館市民都誤以爲他們最敬愛的土方歲三的俗名是「土方(歲三)義豐」。
當然，反抗薩長軍閥最力的舊會津藩士中，供奉歲三牌位的更是不在少數。會津方面，最有名的戒名，自然就是「有統院殿鐵心日現居士」。
