永正4年（1507年）、長尾景英の嫡男として誕生。母は通説では長野業正の姉とされるが、異説では長尾景人の娘が母で長野業正の姉は正室の誤りとする。また、長野業正の長男・吉業は景誠の娘を妻にしたとする。父の病死する直前の大永4年（1524年）頃に家督を継ぎ、白井城主となる。総社長尾氏の長尾顕景や越後国守護代・長尾為景と軍事面で盟友関係を結び、山内上杉家に反抗する。その後、山内上杉家方の上野長野氏に攻められると、同氏と婚姻を結んでその支援を受けるようになった。大永8年（1528年）、家臣によって討たれた。当時、山内上杉家は上杉憲寛と憲政の家督争いの中にあり、景誠の死もこの争いに関わっているとみられている。業正の斡旋によって、跡を総社長尾家出身の憲景が継いだ。
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明善高校卒業後、1954年に東映フライヤーズへテスト入団する。しかし肩を痛めて在籍2年で自由契約となった。東映フライヤーズ退団後は社会人野球でのプレーを選び、照国海運（軟式）を経て1956年、創部したばかりのリッカーミシンに所属した。1957年の都市対抗野球南関東大会準優勝に貢献したが、ここで一度野球を諦めて学研の一般社員となる。週末に遊びで草野球をする程度という日々をしばらく送っていたが、知人の誘いを受けて本格的な野球を再開した。電気化学を経て、1958年からは立正佼成会（準硬式、チームは1961年に硬式へ移行）に所属した。1959年に国体の準硬式優勝に貢献し、1962年の都市対抗に日本ビールの補強選手として初出場した。1回戦で電電近畿を相手に先発し、エース・永易将之との投げ合いとなる。小川は9回から継投に入ったが、電電近畿は永易が投げ続け、延長22回まで共に無得点のまま進む。大会史上最長記録の熱戦となるが、太田誠（電電東京から補強）のサヨナラ本塁打で日本ビールがこの試合を制した。この大会は準々決勝で日本通運名古屋に敗退した。1963年の都市対抗にも熊谷組の補強選手として出場した。立正佼成会のチームメートに黒江幸弘がいた。1964年、中継ぎ投手陣の補強を急務としていた中日ドラゴンズに入団した。当時30歳、3人の男の子の父親になっていた。シーズン当初は杉浦清監督と折り合いが悪く、二軍暮らしを余儀なくされていた。しかしチームの成績不振で杉浦が休養となり、代理監督に西沢道夫、ヘッドコーチに社会人時代の小川を知る坪内道典が就任すると一軍に抜擢され、主に中継ぎで9試合に登板する。1965年はシーズン当初から先発ローテーション入りを果たし、17勝9敗の好成績を挙げて一躍エースの座に君臨する。特に1967年のシーズンは29勝12敗・防御率2.51の好成績で最多勝利のタイトルを獲得し、沢村賞を受賞した。本格派投手に贈られてきたこの賞が技巧派投手に贈られるのは大変珍しいことだった。アンダースローの大きなバックスイングで投げる投球はコントロールもよく、伸びのあるストレート、大きなカーブ、シュート、「いったん浮かんでから沈む」と形容されたシンカー、スライダーなどを持ち球とした。本来はアンダースローであるが時折サイドスローやオーバースローで投げたり、素早い投球フォームから緩い球を投げ、逆に緩やかなフォームから速球を投げたりするなどの工夫で打者を惑わせた。後述の背面投げもそうした工夫の一環である。このような個性的なピッチングスタイルは、バーベルやダンベルを使用したウエイトトレーニングや温水プールでの水泳など、当時の野球界では珍しかった先進的なトレーニングに支えられていた。1969年6月15日、当時絶好調だった読売ジャイアンツの王貞治に対し、腕を背中から繰り出す「背面投げ」を行った。背面投げはこの1試合だけという俗説があるが、これは誤りで、同年の8月31日と10月19日の試合でも王に対して背面投げを行っている。小川は当時、王以外の左打者にも背面投げを「時々使う」と宣言していたが、実際には王にしか投げていない。ギャンブル好きが高じ、全盛期にあった1970年5月6日、暴力団員と共謀してオートレースの八百長を仕組んでいた容疑で逮捕される。6月3日、野球協約の「統一契約書の不履行」を理由として永久失格処分を受け、二度とプロ野球のマウンドに戻ることはなかった。プロ野球での八百長（黒い霧事件）への関与疑惑もあったが、こちらは小川自身が法廷で否定している。引退後は、スナック経営を経て名古屋市内の不動産会社に勤務。後に上京し、没するまで都内の不動産会社に勤務した。晩年は頻繁にアマチュア野球の観戦に赴いていたという。1995年10月8日死去。61歳没。葬儀・告別式は神奈川県藤沢市の湘和会堂六会で行われた。