国分太一中学开始进入杰尼斯事务所，出道前有段时间成为SMAP的储备成员之一，还曾以SMAP的身份登上杂志。
最早对弹琴产生兴趣，是他16岁从电视上看到英国著名歌手艾尔顿·强在“披头四”约翰·蓝侬50岁生日纪念演唱会上弹琴的模样，大受感动而决心自学，在此之前曾弹奏过贝斯。平日涉猎的音乐类型相当广泛，欣赏有“吉他之神”美誉的EricClapton，并积极从事词曲创作。除此之外，他与Leader城岛茂一样，通常在团体中扮演说笑、炒热气氛的角色，活泼反应快的特质充分发挥在他所参与或主持的节目里，同时也跨足戏剧、广播、电影等相关领域。
2005年，国分太一与KinKiKids成员堂本刚合演电影《Fantastipo》并跨团组成限定团体“Toraji?Haiji”，发行电影同名单曲。2008年更以电影《喋喋不休》夺下第62届“每日映画大赏”最佳男主角奖，演技受到肯定。
2010年4月21日，国分太一担任电视节目《世界笑える！ジャーナル》主持人。
2015年9月11日，通过事务所官方FanClub宣布结婚，对象是比他小3岁的前TBS电视台社员，两人已经交往了7年，并于11日上午在东京提交了结婚申请。在记者见面会上，国分太一自曝决定结婚的契机是2009年自己纤维瘤被迫手术，当时女友尽心照料自己直至出院，令他大受感动。
2016年6月17日，TOKIO国分太一在他主持的TBS电视台情报节目《白热LiveVivit》直播中宣布喜讯，称2015年9月结婚的妻子怀孕，第一个宝宝预产期在2016年10月下旬。
2016年10月31日下午2点31分，国分太一的长女出生。太一在次日的节目中亲自宣布了喜讯。日本《体育报知》、《产经体育报》等媒体也报道了这一喜讯，还用藏头诗的方式祝福国分太一。
2018年9月3日宣布第二个孩子出生的消息。