警視庁新葛飾警察署地域課に所属し、亀有公園前派出所に勤めている（話の都合で稀に別の署・派出所へ異動となる事もある[1]）。階級は警視庁巡査長（ただし一時期、不祥事で巡査や警察学校1年生に降格になったこともある[2]が、逆に警部補に昇進したこともある）。
一人称は「わし」（大原や署長など上司には「わたくし」であるが、アニメではほとんど「わし」である。たまに「おれ」と言うこともある。またピンチ時には「僕」とか「僕ちゃん」と言うこともある（少年時代を振りかえるストーリーでの一人称は「オレ」であることが多い。連載当初は「本官」と言っていたこともあった）。自他共に認める大食いチャンピオン。毎年誕生日になるとかなりの確率(確実に)で嫌な出来事が起こる上、桃の節句＝女の子の祭りのため、誕生日は大嫌いである。
生まれは東京都台東区の浅草（千束）。桃の節句に生まれ（産まれたと言うよりも、常胎児よりあまりに大きいために飛び出たと言う方が正しいと言われている）、誕生日は3月3日(連載当初は1943年生まれとされており[3]、初期の頃は36歳で[4]、しばらくはリアルタイムで加齢し39歳に達したが、以降は年齢の言及がなくなり、後に1952年生まれに変更される[5]。現在の設定では35歳である[6])。また、最近では学生時代のエピソードでビックリマンシールやファミコンなどのキーワードが出てくるため時代と共に70年代初頭生まれの設定になっている時もある。
実家は佃煮屋「よろづや」を営む。台東区立大門小学校（現在は廃校[7]）、大門中学校と進学し、最終学歴は大門高校卒（浅草野高校中退とされていた事もある[8]が現在の警察官採用試験受験資格が高校卒業以上のため修正）だが、アルバイト先などでは「東京大学プラモデル学部卒(又は図画工作部8年生)」と偽ることがある[9]。
なお、少年時代（主に小学校4年前後の設定が多い)に、東京都足立区の北千住にあった千住火力発電所の煙突であったおばけ煙突[10]や開業直後の東京タワー[11]などのエピソードがあるが、作者（1952年生まれ）の原体験によるところが大きい。
両津の由来はデビュー前の作者が入院した際に出会った看護師の出身地・両津市（現在の新潟県佐渡市両津地区）より。下の名前は、イメージで付けられた。
2006年42号で、こち亀30周年企画で42号掲載の全漫画に両津勘吉が登場した。本人曰く「パトロール」のつもりらしいが話を止めてしまうなど無茶苦茶なパトロールであった。
身長は当初五尺五寸（約166.7cm）の設定[12]だったが、165cm[13]に変化し、その後167cmで固定された[14]。しかし読者により周囲の人物との身長の比率がおかしいことを指摘され、133巻『おしえて両津先生 派出所七ふしぎの巻』にて152cmへと大幅に設定が変更された（この話によると、「167cm」は作者・秋本治本人の身長であり、その身長をそのまま適当に両津に割り当ててしまったとのこと）。現在は161cmになっている（『超こち亀』より[6]。152cmだと警察官の採用時下限である160cmを突破できないからと思われる）。
体重は71kg（55巻『両さんの減量作戦の巻』では75kg→38kg、61巻『I am スーパー仮面!!の巻』では40kgに変化）。スリーサイズは95・85・90（20巻『鋼鉄の人!の巻』の時のみチェスト100cm（バスト90cm（当時）の麗子の健康診断票を見て「わしと10cmしか違わない」から推定。ただし80cmとも取れる）、7巻『マシンガンの男!?の巻』の時のみウエスト93cm）。血液型はB型（40巻『人生最悪の日…!?の巻』の時と90巻『警察手帳進化論の巻』の時のみO型）。
特徴のある顔でゴリラに似ている。髪型は剛毛の角刈り（少年時代は丸坊主）で眉毛はマクドナルドの商標のように（あるいはフリーダ・カーロの自画像のように）繋がって（第1巻の時は別の形をしている）おり、無精髭を生やしている。靴・靴下を履かず、サンダル履き。制帽は滅多に被らない。夏は当然半袖、冬でも長袖を捲り上げた姿で生活をしている。因みに、連載当初は裾捲りもしていた（1980年頃まで）。入浴をするのが面倒（又は嫌い）で数ヶ月入浴しない事もあり、また洗濯も数ヶ月に一度しかしない（クリーニングに至っては数年に一度）。64巻で生え変わるまで歯は全て乳歯だった[15]。指紋は四角い[16]。その骨格は、人間ドックにより55万年以前の原人の骨に酷似していることが判明している[17]。花山理香によれば150歳まで生きるという[18]（天国に来ると迷惑なので、さらに追加する予定。なお、地獄側・冥界ですら受け入れを拒否する姿勢をとっている。なお、神様（?）は、両津が死んだ場合、受け入れ先がないため、現世に留まる可能性を示唆）。
両津の体は普通の人間と異なりゴキブリ並みの生命力を兼ね備えており、溶岩に転落や大爆発など幾度となく痛い目にあっても無傷で、万が一にケガをしたとしても、必ず復活している（この為、大原は過剰すぎるほどのおしおきを下すときも） 。濃硫酸をブランデーで割って飲んでも大丈夫（中川談）。