1年目は下半身の筋力不足から肩の開きも早かった。自身のフォームを忘れやすく、2004年1月の和田毅との自主トレでは和田風のフォームへと変更してしまい、春季キャンプで修正する事になった。同年の秋季キャンプでも肩の開きは改善されず、2005年の春季キャンプで尾花コーチから高校時代のフォームを見せられマンツーマンで修正に取り組み一旦は成果を上げたが、二軍から戻ると重心の高いフォームとなりリリースポイントもバラバラになっていた。2006年はキャッチボールの基本動作から矯正してスムーズな体重移動へと変わり、2007年春はフォームに悩むことがなくなった。2010年春にさらに安定したフォームを手に入れたが、オープン戦で1試合6盗塁と問題が発覚、4月に左肩が動く癖を修正したが、同月末にも1試合6盗塁と悩。2011年は投球テンポを速める事で安定化を図った。また同年は投球姿勢に悩んでいたが、2012年からノーワインドアップに一本化する事を決めた。2014年春に左足のインステップ矯正を行った。2013年に膝を痛めて力が入らない事が増え、2014年の膝手術以降、2015年から右膝の負担を減らすために体重を落とし、膝に負担のかからないフォームを模索した。工藤公康監督からは左肩が開くことでシュート回転する癖を矯正する指導を受けた。
高めのスリークォーターから平均球速146km/h、プロでの最速157km/hのストレートが持ち味である。一方でプロ入り当初は目立った変化球が無く直球に頼った力投型だったが、横浜移籍前年・2006年から制球を重視するようになり、横浜移籍以降からは直球に変化球を織り交ぜて緩急も使ったゴロで打ち取るスタイルへと変わっていった。球種はプロ1年目の時点でスライダー、高速カーブ（120km/h後半）、チェンジアップがあり、チェンジアップは2001年のワールドカップで藤井秀悟から教わった。2003年からスローカーブ（100km/h台）とカットボール、フォークボールを使用し始めた。2004年は横滑りと大きく曲がる2種類のスライダーを使った。フォークは高校の練習で試していたが中指が短いという理由で諦めていた。さらに2006年にシュート、2008年オフに特殊な握りの高速フォークを習得した。2011年は140km/h台の高速縦スライダー、2012年秋からツーシームを投げ始めた。2013年秋には加藤伸一コーチからパームボールを習い、それを参考に2014年の2月にはフォークに近いチェンジアップ（中村晃談）も身につけた。制球は甘く、12年目の2013年7月時点でも高山郁夫コーチからインコースを突く制球力が課題と指摘された。軟らかいマウンドが好みであり、同僚の大場翔太も寺原が軟らかいマウンドが得意だと述べている。オリックス時代は硬さを調整していた。
2018年11月27日、東京ヤクルトスワローズが寺原との来季契約についての基本合意に達したと発表した。年俸は2200万円。背番号35。2019年は開幕から先発投手として起用された。4月11日の広島戦(MAZDA Zoom-Zoom スタジアム広島)で5回2/3を投げ2失点に抑え、ヤクルト移籍後初勝利を挙げた。9月17日に今季限りで現役を引退することが発表された。
福岡県立修猷館高等学校から早稲田大学を経て、西日本鉄道入社。ノンプロ・西日本鉄道野球部に所属。1950年西鉄クリッパースに入団。三原脩監督率いる西鉄は一番から高倉照幸・豊田泰光・中西太・大下弘・関口清治・河野・仰木彬・和田博美と続く「流線型打線」を形成し、稲尾和久が入団した1956年からはリーグ3連覇。日本シリーズでは巨人と3度戦い、3年連続日本一を達成するという黄金時代を築き上げ、現在でも語られるほどの伝説的な強さを誇った。1959年現役引退。コーチに就任し、1970年まで務めた。退団後は福岡放送（日本テレビ系列）で野球解説者を務めた。現役時代のポジションは内野手だった。はじめは三塁手で、中西の入団後、遊撃手にコンバートされた。しかし豊田の入団で二塁手にコンバートされた。さらに仰木彬の入団で、一塁手へ転向した。一塁の守備は、非常に上手く、どのような送球でも捕ったことから、「蝿取紙」のニックネームがついた。また豊田は、自伝「風雲録」で、河野が一塁に定着してからエラーが減ったと述べている。打撃であまり長打は無かったものの、その業師ぶりでチームの勝利に貢献した。打撃ではホームランバッターではなかったが、六番打者として主軸並みの二塁打をよく放ち、強いチームには必ずいい六番打者がいるという定説の通り、ゲームを動かす重要な役割を担った。日本シリーズで対戦したこともある広岡達朗は「流線型打線って言って、みんな大下さん、中西や豊田って言っていた時代、あの中に河野さんって人がいたが、あの人が中々曲者で嫌だった」と話したことがある。豊田も「西鉄打線がなぜ破壊力があったかというと、六番に河野さんが入っていたから」「回の先頭の河野さんが二塁打したら、次の仰木が何とか三塁に進める。そうなったら八、九番の和田と稲尾でも何とかしますよ。これが河野さんと仰木で無死一塁、三塁ならもうビッグイニングになる可能性がある。西鉄打線はバランスよくどこからでも得点できた」と振り返っている。修猷館高校から入団した、西鉄唯一の「博多っ子」として知られる。2011年8月8日、腎不全のため福岡県福岡市西区の病院で死去。享年80。