愛媛県生まれ。1931年愛媛県立今治中学校中退。十代から労働運動に関わり、1935年治安維持法違反で逮捕。1942年応召、ソ満国境で敗戦を迎える。1947年全国農業会主事補、日本農民組合中央執行委員、社会タイムス政経部長、日本社会党総務部長。1957年日中復交国民会議常任理事。1967年の第31回衆議院議員総選挙において千葉県第1区で当選し、日本社会党の衆議院議員となる（以後1979年の第35回衆議院議員総選挙まで5回当選）。1968年3月10日に成田空港問題を巡って市街地での衝突が発生した時（第2次成田デモ事件）には、空港建設反対派を支援する立場から「警察側の実力行使は完全に警察権行使の行き過ぎ」などとして、警察幹部の免職を求めた。1969年に静岡県に代替空港を作るとした「木原私案」を出したが、前年には既に地元住民の条件賛成派との用地買収の覚書が交わされており、その頃には既に空港用地の測量も終わっていた。1971年の成田空港予定地の代執行（第二次代執行）中に、新東京国際空港公団分室を訪問した時に警備員が遅参した木原を反対派と誤認して排除し、その際に負傷した。1973年党千葉県本部委員長、1976年党顧問。1980年の第36回衆議院議員総選挙で落選。
Jackson vibe・グローバーのオールナイトニッポンR（ジャクソンバイブ-アール）はニッポン放送の深夜放送オールナイトニッポンRの土曜日でJackson vibeのグローバー義和がパーソナリティを担当したラジオ番組。2004年4月3日〜2005年3月26日に放送された。前番組は「オールナイトニッポンレコード」。
妻は脚本家の和田夏十であった。東宝撮影所で知り合い、1948年（昭和23年）に結婚した。和田は40年近くにわたって市川の生活を支えるかたわら、生涯でほとんどの市川作品の脚本を手がけるという、文字通り公私における市川のパートナーだった。そもそも「和田夏十」（わだなっと）という名は東宝撮影所時代に2人が共同執筆するためのペンネームとして使っていたもので、1951年（昭和26年）の『恋人』で「脚本の才能ではとても妻に及ばない」と市川がこれを妻に譲り、以後彼女専用のペンネームになったという経緯がある。
「肉しか食べない」という逸話が流布されるような偏食家であった。2008年（平成20年）5月30日に放送された『スタジオパークからこんにちは』（NHK）に出演した石坂浩二の話によると、ある日、油分が多い牛丼を食べている市川を見て石坂が注意したところ「こんな年になってそう食生活なんて変えられないよ」と笑っていたという。大変なヘビースモーカーとしても有名である。チェリーとキャメルのどちらかを、一日に100本は欠かさずに吸っており、手を使わずに喫煙できるように、抜歯した歯の隙間に挟んで喫煙していたことでも知られ、撮影中はもちろんインタビューを受ける時もくわえたばこがトレードマークだった。文化功労者に選出された1994年（平成6年）には『NHK紅白歌合戦』に審査員として出演したが、司会の古舘伊知郎から「場内は禁煙でございますので」と忠告され頭をかいていた。編集する際もたばこを咥えていたため、フィルムをライトに透かした際にフィルムを焦がすこともあったという。
2012年11月28日、「新党大地・真民主」から「新党大地」に改名。これにより「新党大地」は地域政党だけでなく、国政部分も再び担当するようになった。ただし、代表の鈴木宗男は政治資金規正法違反の有罪確定により2017年4月まで公民権停止処分となって選挙運動ができない状態であり、2012年12月の第46回衆議院議員総選挙の選挙戦に臨むことになった。その総選挙では比例北海道ブロックで1議席を獲得。石川知裕が復活当選するも他の候補は落選。結果、国会議員3人となり政党要件を喪失した。なお、比例北海道ブロックで獲得した票数は346,848票(得票率13.2%)。自民、民主に次ぐ3位の得票数であった。2012年12月28日、平山誠が離党。2013年1月10日、参議院会派解散を届出。所属議員は衆参各1名（いずれも比例区）のみとなった。これに伴い「新党大地」という会派は衆参ともになくなっている（一人会派は認められていないため）。2013年5月17日、5生活の党代表である小沢一郎の資金管理団体「陸山会」の収支報告書虚偽記入事件で一審・二審ともに有罪判決を受けて上告した石川知裕が「訴訟に専念するため」として議員辞職願を衆院に提出。鈴木宗男の長女である鈴木貴子が同月31日に繰り上げ当選した。2013年7月21日施行の第23回参議院議員通常選挙では、代表である鈴木と同姓同名で千葉県出身の「鈴木宗男」や、元衆議院議員の松木など9名を比例代表に。選挙区では北海道選挙区と大阪選挙区で候補者を擁立したが、共に当選者を出すことはできなかった。2014年11月23日、12月21日に予定されている第47回衆議院議員総選挙では、唯一の党所属国会議員である鈴木貴子が民主党に入党して7区から立候補、大地自身は小選挙区や比例ブロックには候補者を擁立せず、民主党候補を推薦する方針を示した。貴子は小選挙区では伊東良孝に225票差で敗れたが、重複立候補していた比例北海道ブロックで比例復活を果たした。2015年の第18回統一地方選挙では北海道知事選や札幌市長選、道市議選において民主党や維新の党などと選挙協力を行った。