雑誌などで使われるキャッチコピーは「声優界の異端児」。GRANRODEOでデビューする前のソロの頃に、レコード会社のディレクターから勝手にキャッチコピーをつけられたという。キャッチフレーズは、「Love & Peace + Eros」・「人生、谷あり山あり紀章あり」など。名前が杉山紀彰と似ていることから、よく間違われる。実家はローソンのフランチャイズで、第二の故郷は「漫画喫茶」。母親からは「きーくん」と呼ばれている。弟が2人。学生時代は陸上競技をしていた。中学時代に100mを11秒5で走り、高校時代は400mで49秒6を記録し県大会で2位になっているため、声優界最速を自負している。愛用している締めの言葉は、「愛してます、愛してください」声優業では演技・役作り等に拘らず、本能で役に入り込むという。ただし、テレビで役所広司が言った「役作りでは演じる役柄の嫌な所をまず見つける」という言葉には深く感じたことはあるという。『ハイスクール!奇面組』や『王立宇宙軍 オネアミスの翼』のファンであることを公言している。影響を受けた人物として、声優では古川登志夫と安原義人、歌手ではB'zの稲葉浩志、岡村靖幸、吉川晃司などの名前を挙げている。
山口県立宇部中央高等学校、代々木アニメーション学院声優科卒。アニメ映画『AKIRA』を観たことがきっかけで、声優に興味を持つ。1994年、高校卒業後に上京し、声優になるべく専門学校に通い出す。1995年、学内オーディションで野村道子に見出され、後に賢プロダクションへ所属。声優デビューは、『銀河英雄伝説』の一兵士役。1999年、「GIZOKU」という『卒業M』の5人の後輩役で、戯賊の末裔の声を演じる。またその声優、田坂秀樹、菅沼久義、堀内真樹、伊藤祐介（後半は勝杏里にチェンジ）と共に、「G.I.zoku」としてユニットを組み音楽活動もした（約3年間で終了）。2004年7月、『君が望む永遠』で、男性向け作品のキャラクターソングとしては珍しく男性主人公のイメージソングを歌い、注目を浴びる。2005年2月、シングル「Daydreamin'」で歌手としてデビュー。携帯サイト「声優V-STATION」で開催された「第2回しゃべくり甲子園」で優勝し、褒美として1時間ラジオ枠を貰い、優勝記念番組『タタタタ・紀章!』が放送された。9月には谷山がボーカルで飯塚昌明がギターの音楽ユニット「GRANRODEO」（グランロデオ）を結成。GRANRODEOのボーカルとしては、2009年頃から発売した歌のCDがオリコンランキング上位になるようになった。2007年10月、小山剛志主宰の劇団の舞台『喝采』で朴璐美とのダブルキャストとして舞台初出演を果たした。2010年5月3日、GRANRODEOのボーカルとして男性声優では初の日本武道館で単独ライブを開催した。その後もGRANRODEOのボーカルとして、武道館のような大きな会場でライブを開催した。2011年5月、実写アクション映画に初めて出演し、主役を演じた。2012年3月2日、第6回声優アワードにて『うたの☆プリンスさまっ♪』のユニット「ST☆RISH」として歌唱賞を受賞。2019年9月16日、ツイッターでアキレス腱断裂を発表した。
2015年5月、創立120周年を迎えるに当たり、イメージキャラクターとして和歌山県出身の田中理恵（体操選手）を起用。TVCM等に出演していた。2016年10月から新たに当行出店エリアである大阪府泉大津市出身の川田裕美（フリーアナウンサー・タレント）を起用する。
臓器をin vitroでつくるという試みのはじまりは、ヘンリー・ヴァン・ピーターズ・ウィルソンによる。ウィルソンは、機械的に海綿動物を細胞までばらばらに解離し、その細胞が再集合し、自己組織化して生物全体を生成できることを実証した。これは最初の解離 - 再構成実験であった。その後数十年に渡り、複数の研究室が、両生類や鳥類の雛から得られた臓器組織を用い、異なる種類の臓器をin vitroで解離させ再集合させることができた。機械的にばらばらにされた細胞が集まって組織を再形成するために組織を再構成する現象は、後にMalcolm Steinbergによる差次接着仮説の提唱につながった。幹細胞生物学分野の到来と共に、in vitroで器官を形成するという幹細胞の能力は初期に認識された。これは、幹細胞が奇形腫または胚様体を形成するとき、分化した細胞が複数の組織で見られるような異なる構造に組織化できるという観察による。それまで幹細胞は平面の培地で培養や分化がなされていたが、立体的な培地での培養や、臓器の複雑な三次元構造の形成が可能になり、オルガノイドの研究分野がはじまった。研究者たちは1987年以来、3次元培養のためのさまざまな方法を考案し、さまざまな種類の幹細胞を利用し、多数の臓器に似たオルガノイドができた。2008年、理化学研究所の笹井芳樹らのチームは、幹細胞が自ら組織化し、神経細胞の球に分化し、その球には層も観察できることを、実証した 。2009年には、オランダのHubrecht InstituteとUniversity Medical Center、ハンス・クレヴァース研究所が、単一のLGR5幹細胞が間葉系ニッチを伴わずにin vitroで陰窩-絨毛構造を構築することを示した。2010年に、Mathieu UnbekandtとJamie A. Daviesは、マウス胎児由来の再生幹細胞からの腎臓オルガノイドの作成を実証した。その後、これらのオルガノイドのin vitroおよび生体内（in vivo）で生理学的機能を示したと報告されている。オーストリア科学アカデミーのマデリーン・ランカスター（Madeline Lancaster）は、2013年にヒトの脳の細胞組織の形成を模倣した幹細胞由来の大脳オルガノイドを培養するためのプロトコールを確立した。2014年、 イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校のArtem Shkumatov等は、ES細胞が接着する基質の固さを調節することによって、心臓の血管のオルガノイドが形成されることを示した。生理的固さは、EBの三次元構造構築と心筋への分化を促進した。Takebeらは、多能性幹細胞由来の組織特異的前駆細胞または関連する組織サンプルを、内皮細胞および間充織幹細胞と組み合わせることにより、多様な組織からの器官芽（organ bud）形成の一般的な方法を実証した。彼らは、分化がより進んだものではなく、成熟していない組織や器官芽が、移植後の成熟した臓器の機能形成に効果的であることを示した。