1997年10月、テレビ東京系の子供向けバラエティー番組『おはスタ』のメイン司会者となる[29]。2000年にはドラマ『合い言葉は勇気』で俳優としてデビュー[30]。
2008年4月、デビュー当初から所属した東京俳優生活協同組合を離れ、同組合の元マネージャーである藤崎敦が立ち上げたアクロスエンタテインメントへ移籍[31]。 2012年6月17日、Twitterにて声優の田中理恵との結婚を報告[12]。 2013年5月12日、出演の映画『あさひるばん』の撮影のため、一部のレギュラー番組を4週間ほど欠席することを発表[32]。また、映画の役作りで髪を角刈りにした。 2016年3月、本人の「これからは若い世代に任せたい」という意思から長年務めた『おはスタ』のメイン司会者を降板することが発表され[29]、同年4月1日放送回をもって降板した[33]。ただし、その後も派生番組『OHA OHA アニキ』のメイン司会担当や「レジェンドMC」としてゲスト出演するなど、『おはスタ』との関わりは続いている。 2017年1月9日、テレビ朝日にて放映された『人気声優200人が本気で選んだ!声優総選挙!3時間SP』では第1位にランクイン[34][35]。 2018年8月3日、Twitterにて7月に田中と離婚をしたことを報告[36]。 2019年7月19日、男性声優として初めて音楽番組『ミュージックステーション』(テレビ朝日)に出演した[37]。 2021年6月14日、アイドルグループ「チャオ ベッラ チンクエッティ」の元メンバーでタレントの岡田ロビン翔子との結婚を発表した[13][38][39]。 2022年に『マーダーズ・イン・ビルディング』で自身のキャリア初となる海外映画作品における日本語吹替版の制作を発案し、実現させた。また本作では吹替声優のキャスティングにも携わった[40][41][42][43]。 声の仕事をはじめ、俳優としてテレビドラマ・舞台へ出演するなど幅広い分野で活躍[9]。 アニメでは『新世紀エヴァンゲリオン』の加持リョウジ役をはじめ、『ドラゴンボール超』のビルス役、『カウボーイ・ビバップ』のスパイク・スピーゲル役、『それいけ!アンパンマン』ではレギュラーのめいけんチーズ役をはじめとする複数の役で出演。また洋画の吹替に数多く携わっており、ジム・キャリーやエディ・マーフィ、ウィル・スミス(本人公認[44][45][46][47][48])といったハリウッド俳優の吹き替えを担当[49][50]。テレビ東京系の子供向けバラエティー番組『おはスタ』のMCを18年半に渡り担当した。 宮城県が提唱するみやぎ夢大使に2002年から2012年まで就任、2013年からはみやぎ絆大使の1人である[51]。2013年から宮城県塩竈市のしおがま文化大使に就任[52]。 ラジオパーソナリティーとしては「バズーカ山寺」と名乗ることが多く、一気に畳み掛けるような大きく弾けたしゃべりを披露する。『フィフス・エレメント』のDVD版吹き替えでは、山寺宏一名義でゲイリー・オールドマン、バズーカ山寺名義でクリス・タッカーを担当した。
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