日向国（現宮崎県）出身。旧佐土原藩士。小牧七之亟の三男として生まれ、石井平三の養子となる。1873年（明治6年）陸軍幼年学校に入り、1875年（明治8年）12月、陸軍士官学校（旧2期）に入学。1877年（明治10年）4月から翌月まで西南戦争に出征。1879年（明治12年）2月、砲兵少尉に任官し、同年12月、陸士を卒業。日清戦争に野砲兵第6連隊第3大隊長として出征。旅順口の戦いなどに参戦。1896年（明治29年）12月から1898年（明治31年）4月まで陸軍大臣秘書官を務め高島鞆之助・桂太郎両大臣に仕えた。