受賞後は本人の信念で、記者に意図的にへそ曲がりな応対を続けていた。取材記者に受賞の喜びのコメントを求められたが、「（受賞は）大してうれしくない」「36年前の過去の仕事ですから」「研究者仲間が理論を実験し、あれで正解だったよ、と言ってくれるのが一番うれしい」「我々は科学をやっているのであってノーベル賞を目標にやってきたのではない」「（ノーベル賞は）世俗的な物」など、受賞後にもかかわらず、研究者にとって純粋な学問の追究こそが目的であり、賞を得ることが目的ではない、という趣旨の発言も多く注目された。同時に受賞した南部陽一郎を非常に尊敬しており、「南部先生に（ノーベル賞を）とっていただいたことが一番うれしい。アイデアマンで、我々に注意喚起してくれる。大変尊敬している」とコメントした。繰り返す取材中には、笑顔で記者の前で万歳の格好をして「わー、と言って喜べば画になるんでしょうが」とおどけて見せた。その後に記者にとっては画になるが全然うれしくないという気持ちは変わらないと述べている。会見時に小林誠が記者に囲まれて困惑している様子を電話した際、「こっちも（記者が）いっぱいです。年貢を納めなきゃいけない」と応じた。日本の科学教育の現状を記者団より聞かれ、「科学にロマンを持つことが非常に重要。あこがれを持っていれば勉強しやすいが、受験勉強で弱くなっている」「（若い人が物理学に興味を持ってもらえるようなメッセージをと聞かれ）我々の仕事が多少なりとも役に立てば光栄なこと」と返答している。
学生時代から「いちゃもんの益川」と呼ばれたほどの議論好きで、違った視点や仮説を提起して議論を活性化させていた。当時、京都大学名誉教授であった湯川秀樹にもいちゃもんをつけたが、湯川は平然と会議に消えたという。益川の議論好きは生来のものだが、背景には、仁科芳雄から、武谷三男、坂田昌一に至る研究環境と、坂田モデルに始まる名大での活発な研究活動がある。ノーベル賞受賞の際、NHKの番組で「坂田先生がノーベル賞をもらえなかったのは、弟子である私たちがだらしなかったからだ」と述べている。大学では労働組合の活動に熱心に参加し、ノーベル物理学賞受賞理由となった小林・益川理論の研究をしていたときも、京都大学職員組合の書記長として多忙な組合業務をこなしていた。朝の通勤途上の喫茶店で思索をした後、昼は組合業務を行い、その合間を縫って小林誠と議論をしながら研究をしていたという。
愛知県名古屋市中川区生まれ。戦後は昭和区、西区で少年期を過ごす。生家は戦前は家具製造業、戦後は砂糖問屋を営んでいた。名古屋大学理学部で坂田昌一研究室に所属し理学博士号を取得。博士論文のタイトルは「粒子と共鳴準位の混合効果について」（名古屋大学、1967年）。京都大学理学部の助手であった1973年に、名古屋大学・坂田研究室の後輩である小林誠と共にウィーク・ボゾンとクォークの弱い相互作用に関するカビボ・小林・益川行列を導入した。この論文は、日本人物理学者の手による論文としては歴代で最も被引用回数の多い論文である。京都大学より名誉教授の称号を授与され、現在は名古屋大学特別教授・素粒子宇宙起源研究機構長。京都大学基礎物理学研究所所長、日本学術会議会員を歴任した。2008年、「小林・益川理論」による物理学への貢献でノーベル物理学賞を受賞。コペンハーゲン学派の伝統を持ち帰った仁科芳雄の自由な学風を受け継ぐ坂田昌一のグループに属し、坂田が信奉する武谷三男の三段階説の影響を受けた、名大グループを代表する学者でもある。また、護憲運動に取り組んでいる。
説経節の代表作5作を総称して「五説経」という呼び方は既に寛文年間（1661年-1673年）にみられるが、当時具体的に何を指していたかは不明である。東京堂出版『藝能辞典』（1953年刊）「説経節」の項（執筆担当:郡司正勝）には、古くは『苅萱』『俊徳丸（しんとく丸）』『小栗判官』『山椒大夫』『梵天国』を称したが、享保のころになると『苅萱』『山椒大夫』『愛護若』『信田妻（葛の葉）』『梅若』を称するようになったと説明されている。また、国文学者で小説家の水谷不倒の説によれば、『苅萱』『山椒大夫』『小栗判官』『俊徳丸』『法蔵比丘（阿弥陀之本地）』の5種が「五説経」である。説経操りの衰退した安永3年（1774年）序の「浄瑠璃通鑑」（『済生堂五部雑録』所収）には「其五説教とは信田妻、隅田川、愛護、津志王、石塔丸なり」と記録されており（『隅田川』は『梅若』、『津志王』は『山椒大夫』、『石塔丸』は『苅萱』をそれぞれさしている）、いずれにしても、「五説経」は、時代によって多少の異同をともなう呼称であった。他の演目としては、『五翠殿（熊野之御本地）』『松浦長者』『釈迦の御本地』『熊谷先陣問答』『越前国永平寺開山記』『尾州成海 笠寺観音之本地』『大福弁財天御本地』『目蓮記』『百合若大臣』『王昭君』『兵庫の築島』『石山記』『鎌田兵衛正清』『志田の小太郎』『阿弥陀胸割』『崙山上人之由来』『毘沙門之本地』『天智天皇』『伍太刀菩薩』『弘知上人』『小敦盛』『中将姫御本地』（以上、横山重『説経正本集』収載）、また、『日蓮尊者』『伏見常磐』『善光寺開帳』『曇鸞記』『吹上秀衡入』などがある。これらのうち、『熊野之権現記ごすいでん（熊野之御本地）』や『目蓮記』『梵天国』などは、古体をのこしていると考えられるが、『愛護若』『松浦長者』は少なくとも正本のうえからは「説経浄瑠璃」の名がふさわしい作品となっている。また、『伏見常磐』『志田の小太郎』『百合若大臣』『兵庫の築島』などは元は曲舞に取材していると思われる。前掲の謡曲『自然居士』『逢坂物狂』には人身売買の話が出てきたが、説経節の『山椒大夫』『小栗判官』『松浦長者』『梅若』などでも人買いは重要なモチーフとなっている。『松浦長者』のさよ姫は、父の十三年の孝養のために我が身を人買いに売る設定となっており、『自然居士』の筋ときわめて高い相似性をもつことが注目される。説経浄瑠璃は、仏の徳をたたえるものが多く、古浄瑠璃（竹本義太夫以前の浄瑠璃）から影響を受けたものもあるが、逆に『摂州合邦辻』など説経節から浄瑠璃に素材をあたえたという例も少なくない。内容は、本地縁起物についての語りに加え、劇的効果をねらって、継子（ままこ）いじめ、お家騒動などの背景を添えたものが多い。