博物学者としての系統は小野蘭山直系とも、蘭山の孫弟子である源伴存（畔田翠山）系ともされる。自作の測量器具で測量を行い、たまたま測量のため田辺湾に来航したイギリス軍艦の乗組員に測量器具を見せて驚かせた事があった。絵画や歌も巧みで、絵画は授業の際には両手を使って描いた事があり、歌もあらゆる機会をとらえるたびに吟じていた。手がけた歌のジャンルも幅広く、和歌や長歌、琵琶歌、軍歌などに及んだ。軍歌のジャンルでは、「軍艦」の他には日清戦争の頃に作った「黄海の戦」（山田源一郎作曲）がある。
天保8年3月25日（1837年4月29日）、田辺の大庄屋田所佐平の次男として生まれる。幼名は象次郎。名を為助、字を明郷とした。田辺藩士鳥山純昭の養子となり、藩主安藤直裕の近従として召し出される。8歳の頃から真砂丈平から漢学を、医師石田三郎から本草学を学び、15歳からは和歌山に出て本居内遠と熊代瑞穂に就き国学を修め、その傍らで天文学や科学、地理学、英学なども幅広く学んだ。これらの勉学の甲斐あってか博識の覚えめでたく、直裕より「啓」の名前を賜った。慶応2年（1866年）からの第2次長州征伐には砲兵隊の一員として参加する傍ら、斥候の任務にも就いた。部隊は石州口で毛利元純、大村益次郎が率いる長州軍と戦ったものの、弾薬を使い果たして退却し、直裕は総督の任を解かれる事態となった。廃藩置県直前には、同志とともに藩政改革を主張して直裕に直訴したこともあった。明治維新後は神戸のイギリス領事館で勤務したこともあったが、脚気を患い田辺に戻った。その後は田辺藩校で英語を教えたのを振り出しに教育者として活躍。和歌山中学校時代には理科や国学なども教えるようになった。この頃、南方熊楠に博物学を教え、熊楠はこの事を後々まで感謝していた。明治19年（1886年）、上京して華族女学校教授に就任。和歌山時代と同様に理科や国学を教えた。明治39年（1906年）に華族女学校と学習院が合併して学習院女学部になったのを契機として職を辞し、番町の自宅で余生を過ごした。大正2年（1913年）末に脳溢血で倒れ、以降は寝たきりとなった。翌大正3年（1914年）1月、海軍省教育局は軍歌集『海軍軍歌』を発布。『海軍軍歌』の編纂にあたった海軍軍楽師瀬戸口藤吉は、「軍艦」を『海軍軍歌』に収録する許可を得るため、『海軍軍歌』発布後に鳥山家を訪問。しかし、重態のため代わりに三男の鳥山嶺男が応対して収録の許可を出した。2月28日、自宅で以下の辞世を認めた後没した。草に木に 虫に鳥にも なりぬべし 十まり四つの 元にかへらば「十まり四つの元」というのは元素を指し、「自分が死んだら元素に分解され、それらがやがて草や木、虫、鳥となるだろう」というのが谷村政次郎の解釈である。
2001年7月10日、帝国ホテルで完成披露会見。同日、日比谷スカラ座で完成披露試写会。宮崎は前作の公開時に続いて、またしても長編引退をほのめかした。試写の反応は絶賛一色だった。しかし、作品の完成は公開日の2週間前で、試写にかけられる時間がわずかしかなかったことから、『もののけ姫』ほどの大ヒットにはならないだろうという観測が多勢を占めていた。この日の試写会には千尋のモデルとなった奥田誠治の娘、奥田千晶も現れた。宮崎は鈴木とともに千晶を出迎え、「この映画はおじさんと千晶の勝負だ」と言った。上映後の千晶の反応は上々であり、宮崎と鈴木は喜んだ。「おわり」のカットで描いた不鮮明なイラストについて宮崎が尋ねると、千晶はそれが自分の落とした靴の絵であることを正しく言い当てた。2001年7月20日公開。すぐさま爆発的なヒットになり、週末映画ランキングでは公開以来26週連続トップ10にランクインした。さらに、公開32週目には前週の18位から一気に4位に浮上した。11月11日までの4か月間で、興行収入262億円、観客動員数2023万人を記録。『タイタニック』が保持していた日本の映画興行記録を塗り替えた。1年以上のロングラン興行になり、最終的には308億円の興行収入を叩き出した。この記録は2018年現在も破られていない。宮崎の個人的な友人である千晶を喜ばせたいという動機でスタートしたこの映画は、実にのべ2350万人もの日本人の足を劇場に運ぶに至ったのである。空前のヒットの興行的な要因としては、まず宮崎の前作『もののけ姫』が1420万人を動員し、新規顧客を開拓したことが挙げられる。また、『もののけ姫』から『千と千尋の神隠し』に至るまでの期間に、シネマコンプレックスが全国的に普及し、人気作品を映画館の複数スクリーンで集中的に上映する体制が整っていたこともある。公開と同時に、他の作品を上映する予定だったスクリーンが『千と千尋の神隠し』に回され、シネコンでの上映を占拠していった。一方、こうした類のない大ヒットは、他の上映作品の興行に悪影響を及ぼした。2001年12月に行われた「大ヒット御礼パーティ」の席上では、興行関係者が困惑を露わにした。興行収入300億という数字は、1年間に公開される邦画のすべてを合わせた量に相当したからである。本作で行われた大宣伝とは対照的に、次回作『ハウルの動く城』では「宣伝をしない」宣伝方針が取られた。公開前の内容の露出は極端に抑えられることになり、宮崎もメディアから姿を消した。これに関して、鈴木は千と千尋の神隠しがヒットしすぎたことにより、本来ならある程度数字を挙げることができた様々な作品がヒットせず、多方面に迷惑をかけてしまったため、千と千尋がヒットした後に関係者が集まり、二度と千と千尋のような作品を出さないよう、ある程度棲み分けることにしたと語っている。