東京市日本橋区浜町生まれ。1942年、旧制日本大学第一中学校を卒業。日本大学法文学部芸術学科演劇科に入学し、同期生には映画科に小沢茂弘・沼田曜一がいた。1947年に卒業。青山杉作研究所、俳優座を経て、帝劇で『真夏の夜の夢』に端役で出演していたが、手に持った蝋燭の火が自らの衣装に燃え移り芝居を混乱させたために青山圭男から新劇の世界を追放され、三木鶏郎グループに入り、コメディアンを目指す。当初は本名で舞台に上がっていたが、三木鶏郎の提案により芸名を「三木則子」とする。しかし、プログラムの印刷業者が則子の「子」の字を「平」と読み間違えたため、プログラムには「三木則平」と表記される。その後、小野田勇から「『則平』は固いから『則』の字は平仮名がいいよ」と助言されたことを受け、正式に「三木のり平」を芸名とした。NHKラジオの『日曜娯楽版』に出演する傍ら、日本劇場の舞台に立つ。1950年、清水金一主演の喜劇『無敵競輪王』で映画デビュー。1954年には森繁久彌、三木鮎郎らと虻鉢座を結成し、注目を浴び、1957年からは、有島一郎とのコンビによる「東宝ミュージカルズ」で活躍する。1956年、東宝と専属契約し、『のり平の三等亭主』で映画初主演。以後、森繁と共演した『社長シリーズ』や、森繁、伴淳三郎、フランキー堺と共演した『駅前シリーズ』などで人気を博した。『社長シリーズ』での「パァーッといきましょう」は流行語になった。「スターは三船（敏郎）、役者は（三木）のり平」と言わしめる程の演技力は大衆的に認知されて評されるほどであった。その演技力で森繁、有島と並ぶ喜劇役者としての地位を確立。演出家としての顔も持ち、大衆演劇を多く手がけた。特に森光子主演の舞台『放浪記』を1981年から担当したことがよく知られている（没後の公演も「演出」としてクレジットされていた。実質的な演出は「演出補」の本間忠良が担当）。『放浪記』『雪之丞変化』の演出に対して菊田一夫演劇賞（大賞、平成2年度）。また読売演劇大賞（最優秀演出家賞 第2回 平成6年度）など高い評価を受けた。森は、自身より年少且つキャリア的にも後輩であるのり平に対し「のり平先生には感謝している」と晩年まで賛辞を贈っていた。1986年、紫綬褒章受章。キャラクターのモデルおよび声優をつとめ続けた桃屋のアニメーションCMは、1958年の『助六篇』から1998年の『カライ盗ルパン篇』まで40年間放送され、お茶の間に親しまれた。1999年の『大根の運命篇』より、実子で長男の小林のり一が声を担当している。また、アニメ『焼きたて!ジャぱん』には、主人公たちの対戦相手として、桃屋のアニメーションの「三木のり平」がそのまま「三木のり平本人」として登場し、ごはんですよ!を使用したパンを制作した。アニメ版の声は青野武が担当した。映画撮影の際に当時15歳の吉永小百合とキスをした。これが吉永のファーストキスとなった。1999年1月25日、肝腫瘍のため死去。満74歳没（享年76）。1月31日に東京都文京区の護国寺桂昌殿で葬儀が営まれ、葬儀委員長は親友である森繁、喪主は実子で長男ののり一が務めた。出棺の際は、遺族の希望により、はっぴ姿の木遣りの先導で行われた。棺にはロイド眼鏡、パズルの本、演出を手がけた『放浪記』などの台本、競馬新聞、たばこなどが納められた。
以前は旅館・ホテル業界では当たり前であったシーズン料金を導入せず、「365日同一料金1泊2食付」という独自の料金システムで営業し（湯西川ホテル・彦根ビューホテルを除く）それが最大の特徴だったが、後述の通り、2017年4月1日付で熱海地区の一部で、それ以外のホテルでも2018年10月1日付でシーズン料金に変更された。また、チェックイン・アウトの時間が自由であったり、多くの施設ではカラオケ歌広場の系列会社だけありカラオケを設置した個室数部屋が設置され無料で貸切が可能（ラウンジなど個室ではないところに設置され自由に歌える施設もある）となっているほか、インターネット・囲碁・将棋・麻雀ルーム等の付帯設備も無料で提供されていたりする。かつては、独自構築した旧予約システム上の制約により、熱海ニューフジヤホテル（静岡県熱海市）や熱海金城館（同）等一部ホテルにおける団体客の受け入れ（通常料金体系と異なる）を除いて、原則旅行会社を通しての予約は受け付けることができず、公式サイト上のフォームまたは各ホテルへの直接電話による予約となっていたが、2014年に予約システムを刷新し、現在は外部からも予約が申し込めるようになっている。安価な宿泊費の実現のため、人件費を徹底して削減。仲居を廃し、食事はアルコール飲料を含むバイキング（ただし、追加料金で特別料理も追加できる、メニューは宿によって異なる）とした。また客がチェックインする部屋にはすでに布団が敷かれている。人件費のほかにも、取りまとめ以外からの仕入れや工事の発注など、地元温泉街のしきたりとは異なる独自の運営を行っている。また、宿泊施設自体も徹底的に安価に購入されたものであり、物件によっては当初の建設費の10分の1以下の価格で買い叩いたものである。明確な時期の境はないが、2010年前後より一部ホテルで実施していた部屋食のシステムが廃止されたり、アルコール飲料飲み放題の有料化、シーズン料金の導入、宿泊施設内にある飲食設備（喫茶や居酒屋）を廃止するなどサービスや経営面で合理化が進んでいる。部屋のタイプなどは問わずに統一料金とするのを基本としているが、一部では、風呂付きの部屋や二間続きの大部屋などの特別室あるいはオーシャンビュー等の景観保証オプション、設備が極端に劣る旧館や窓が小さく景観の無い洋室一人部屋等で料金差を付けている施設もある。熱海館・熱川・尾瀬老神山楽荘・ニューさくら（鬼怒川）では、それぞれ隣接する複数施設（ニューさくらは3、それ以外は2）を一括買収し、連絡通路を新設の上（熱海館は元来は同じ施設の本館と分館を分離独立させていたものを一括買収したので通路は既設）、フロントやバイキング会場などを集約して一つの施設の本館と別館の関係にして開業した。特に山楽荘は本館と別館で浴場の源泉・泉質が異なることを売りにしている（逆に熱川・ニューさくらでは別館の浴場は閉鎖された）。2017年4月1日より、熱海エリアの内、熱海ニューフジヤホテル・熱海金城館・ホテル大野屋・アタミシーズンホテルを伊東園リゾートと位置付け、正式にシーズン料金の導入、バイキングのグレードアップ、客室の改築、熱海エリアの巡回バス運行の対応が行われた。これら施設は元々グレードの高い施設に位置付けられており、料金が高めとなっていたが、それがオフシーズン最低料金となり、ピーク料金は一般施設の早割などの割引料金と比べると倍の値段となる。2018年10月より、全ホテルでシーズン料金が導入された。「人生は旅。」をキャッチフレーズとしており、ロゴ化したものが、館内スリッパ、タオルなどに印字されている（業務効率化で一部省略されつつある）。2019年頃からは、「いい湯かげん 旅かげん。」というキャッチフレーズ及び「7,800円(税別)からの通える温泉宿」というコンセプトを新たに使用開始し、同年8月より俳優の柳葉敏郎をCMキャラクターに起用している。