溶媒も、求核剤の周りに大量にあり、結合しようとする炭素原子に求核剤が接近するのを妨げるか妨げないかに影響するので、反応速度に影響を及ぼす。テトラヒドロフラン（THF）のような非プロトン性極性溶媒はプロトン性溶媒よりも溶媒として好ましい。それは、プロトン性溶媒は求核剤と水素結合を形成し、脱離基と結合している炭素を攻撃するのを妨げるからである。比誘電率が低く、分子間力の小さい非プロトン性極性溶媒は、求核置換反応ではSN2反応を起こしやすい。このような溶媒には、DMSOやDMF、アセトンなどがある。非プロトン性極性溶媒中では、求核剤の強さはその塩基としての強さに対応している。
基質と同様に、求核剤の強さも立体障害の度合いに依存する。例えばメトキシドアニオンは強塩基であり、かつメチル基が立体的に混み合っていないため、強い求核剤となる。一方tert-ブトキシドは、強塩基でありながら中心の炭素にメチル基が3つ結合しているため弱い求核剤である。また、求核剤の強さは電気陰性度や電荷にも依存する。負電荷が大きく、電気陰性度が小さい物質を強い求核剤と呼ぶ。例えば、OH⁻は水よりも強い求核剤で、I⁻はBr⁻より強い求核剤である（極性溶媒において）。非プロトン性極性溶媒中では、溶媒と求核剤の間で水素結合が生成しないため求核剤は周期表上で上に行くほど強くなる。この場合、求核剤の強さは塩基としての強さに比例する。したがって、この場合I⁻はBr⁻より塩基としては弱いため、弱い求核剤となる。つまり、強い求核剤や、陰イオン性の求核剤は求核置換反応ではSN2反応を起こしやすいということである。
東京都葛飾区出身。修徳中学校・高等学校を経て、神戸学院大学法学部に進学。中学・高校では成績がトップで入学金の免除、奨学金の支給がされていた。中学では野球、高校ではボクシングに取り組んでいたが、大学時代に短距離走を始め、神戸学院大学3年時に十種競技へ転向する。中央学院大学にスカウトされ、神戸学院大学卒業後に進学。1997年の第81回日本陸上競技選手権大会十種競技において、競技歴2年半で優勝する。100m走ベスト記録の10秒54は2015年まで、十種競技・100mの日本最高記録だった。中央学院大学卒業後に陸上をやめ、1998年から2000年までアメリカにゴルフ留学。2001年1月から2月にかけて、台湾プロ野球リーグ・中信ホエールズの冬季キャンプ特別コーチを務めた後、同年3月からはスポーツトレーナーとしての活動を本格的に始め、2010年までの間、陸上選手はもとより、競輪選手・プロゴルファー・プロ野球選手の個人トレーナーも務めていた。2003年頃（本人曰く30歳の時から）本業の合間に芸能活動を始める。本気でプロ野球選手を目指し、足がかりとして2005年1月、社会人野球チーム茨城ゴールデンゴールズに投手として入団。試合にもしばしば出ていたが、同年10月に「32歳で入団テストをやらせてくれる球団が無い」事に気付き、同年末に退団している。同時期に芸能人草野球チーム「神様」に外野手として入団している。仕事柄ホテル暮らしが多く、2004年頃から2013年まで家なし生活（寝場所は実家か友人の家かホテル）を送っていた。2006年3月19日に西麻布のスポーツバーで、犬用ガムを噛んで顎を鍛えている所をピエール瀧に「発見」され、同年5月よりスペースシャワーTV『Oxala!』（瀧と森山直太朗がMCの木曜日）に森山のマラソンチャレンジのためのトレーナーとして準レギュラー出演。その後も同番組の企画でCDデビューするなどしたことから、ピエール瀧は武井壮の第一発見者とも言われている。2012年5月、森山の紹介という形で『うもれびと』に百獣の王を目指す男として出演し注目を集め、地上波のバラエティ番組で活躍するようになる。現在は、ウェブ検索で「百獣の王」と検索すれば大抵の場合トップに本ページ「武井壮」または武井壮関連のウェブページが出てくることから、人々に「武井壮＝百獣の王」という考えが定着しているとして、自分は既に大衆的には百獣の王としての地位を確立していると話すこともある。その一方で、タレント活動のかたわら、陸上競技のマスターズ大会にも随時出場。2013年には、ブラジルの世界マスターズ陸上競技選手権大会の男子200m決勝において、22.64秒というタイムで銅メダルを獲得した。また、2014年6月22日開催の「第34回沖縄マスターズ陸上競技選手権大会」（浦添陸上競技場）には、M40クラス（40 - 44歳）の4×100メートルリレーに「EARTHLETES」というチームのアンカーとして出場。決勝では、同種目のマスターズ世界記録に100分の5秒差と迫る42.25秒で優勝し金メダルを獲得するとともに、マスターズのアジア新記録および日本新記録を達成した。2015年にフランスのリヨンで開催された第21回世界マスターズ陸上競技選手権では、M40クラス（40 - 44歳）の4×100メートルリレーに日本代表のアンカーとして出場。42秒70のタイムで優勝し再度、金メダルを獲得した。2015年1月公開のインド映画『ミルカ』に日本代表選手役で出演し、海外映画デビューを果たす。2017年には「ときめき宣伝部」の2ndシングル「どどどどどりーまー」の作詞を担当。こちらでは「ひゃくじゅうのおう・たけいそう」を名義としている。なお、これは彼の作詞家デビュー作でもある。