1905年茨城県鹿島町（現・鹿嶋市）生まれ。　父・大河内友蔵は、鹿嶋市で剣道・柔道を教えていた。不二心流の大河内縫殿三郎・門人　藤城吉高、及び大河内正道に同流剣法を学ぶが、その後、正道の養子となり、不二心流五代目免状を受領し、大河内友蔵と名を改める。　鹿島神傳直心陰流・榊原健吉、一刀正傳無刀流・山岡鉄舟のもとでも修行して取立免状を受領する。一郎が3歳の時に、福島県立磐城中学校の武道教師となり、福島県平町（現いわき市平）に移住する。　幼少の頃からこの父の厳しい剣道の指導を受ける。1931年に日本医科大学を卒業、医師免許を取得した後、1934年に大河内医院（整形外科）を平町才槌小路にて開業。1939年に満州国に渡りハルピン病院に1年3ヵ月勤務するも日本に帰国して、1943年に日本医科大学の医学博士の学位を取得する。論文の題は「種々なる姿勢における脊柱の変化ならびに呼吸瓦斯代謝の影響に就いて」。翌1944年軍医として応召、フィリピン方面に向かう。1945年フィリピン・ルソン島にて終戦を迎えるが、敵軍に捕らわれないように数か月間森林の中で逃避するが俘虜となる。この間、軍医として前線で活動するも次々と若い兵士が亡くなる光景を目の当たりにして、医者としての自分の無力さを感じる。2年後日本に帰国。1961年に大河内病院（現：内郷御厩町）を設立する。
大河内 一郎（おおこうち いちろう、1905年11月14日 - 1985年5月22日）日本の医師、医学博士、開業医、社会事業家。茨城県鹿島町（現・鹿嶋市）出身。日本医科大学卒。私財を投じ、福島県平市(現・いわき市)に、東北・北海道で最初の肢体不自由児施設・福島整肢療護園を開設。　医療と教育を通して、障害者の自立のためにつくした。
渡瀬は生前2回結婚している。1度目は大原麗子（1973〜1978年）。悪ぶっていたデビュー当時の渡瀬に、ある俳優仲間が“大原麗子クラスのスター女優に言うことを聞かせるぐらいじゃないとダメだ”と吹き込んだことがあった。そのため『鉄砲玉の美学』や『狂った野獣』でタッグを組んだ中島貞夫が住んでいる京都の家へ大原麗子を伴って現れ、「結婚するので嵯峨野に家を探している」と相談されて中島は大変驚いた。当時、渡瀬はピラニア軍団の親分的立場とはいえ、トップスターの大原麗子とは明らかに「格差婚」だった という。また大原が姉と慕っていた浅丘ルリ子の元にも2人は挨拶へ出向いている。大原麗子の実弟によれば「お互い一目惚れだが、特に大原麗子が渡瀬を好きになった」という。結婚当時姉の運転手をしていたが、完全に2人の世界に入り込み、車の中で渡瀬は膝の上に大原を乗せて甘えていた という。また子宮外妊娠で手術を受け、大原は渡瀬から輸血されたこともあった。渡瀬の実父が死去し、渡瀬が母を引き取ったことでいわゆる嫁姑問題が生まれ、渡瀬が売れっ子になり自宅にあまり帰らなくなったことで夫婦に溝が生まれ口喧嘩が増えていった。離婚の1年前、夫婦関係の亀裂は深まり、大原は渡瀬の浮気を疑ったとされている。実際、渡瀬は浮気してなかったが大原はセックスを拒否するまで疑心暗鬼は深まった。欲求不満になった渡瀬は家政婦にも言い寄った という。1978年離婚、渡瀬の親友だった江藤潤は傷心の渡瀬を支え「直後はショックが手に取るように分かった。当時、一緒に飲みに行くと、いつもどっぷりと落ち込みながら痛飲していた」といい、めったにやらないカラオケにも付き合った。離婚後、仕事では円熟期を迎えていた渡瀬だが、大原は少しずつ時代に必要とされなくなり仕事の本数が減っていく。そんな折、(当時）十津川シリーズ・プロデューサー森下和清が「（2004年シリーズ33本目で）大原に出てもらいたい」旨を渡瀬へ伝えた。すると渡瀬は「俺はいいけど、奥さんに聞いてみるわ」と答え、妻は「そんな小さいこと忘れているからいいわよ」と答えてくれたのが後押しになった。また渡瀬は仕事が減少していく大原を気遣ってオファーしたともいわれている。常々、大原は「（渡瀬とは）嫌いになって別れたわけではない」と話していたのでオファーを喜んで受けた という。撮影中、渡瀬は自分の出番がなくてもマネージャーのように大原へずっとついて、撮影も順調に終わった。だが、オンエアを見て大原の表情が変わった。「（2つ年上の渡瀬と並んで）私のほうが老けて見える。悔しい！」大原は十津川が映像作品の最後の仕事になった。大原は、2000年過ぎから心身のバランスを崩し、色んな人へ時かまわず一方的な迷惑電話をするようになり、浅丘ルリ子など仲の良い人は大原と絶交してしまう が、渡瀬は大原から電話がかかってきても拒絶せず話を聞いたという。2度目は結婚当時元OLの一般人女性（1979〜2017年）。渡瀬が公に語ることは少なかったが、渡瀬逝去後2017年6月7日『徹子の部屋』に出演した井ノ原快彦によれば子供2人が独立して巣立った後、妻と2人きりになり「二度目の恋だな」と井ノ原に妻への愛情の一端を語っていたことを紹介していた 1994年脳梗塞を煩ったことをきっかけに健康維持のため始めた散歩に付き添っていた ことなど生前渡瀬が明かしている。特に晩年がんになってからは治療法について周囲と相談したり、がんで体力が落ちる渡瀬を気遣い、食欲が減退する渡瀬のために食べやすく栄養が取れる食事を作るなどして、渡瀬を支え続けた。そんな献身ぶりに渡瀬は「なぜコイツと一緒になったかわかった」と愛情と感謝を口にしていた とされる。