日本海軍は艦齢を重ねた旧式艦の代艦を建造することになり、軽巡の場合は最初に4隻（龍田、天龍、球磨、多摩）を以下4隻（最上、鈴谷、三隈、熊野）と置換することにした。軍艦三隈は1931年（昭和6年）12月24日、三菱造船長崎造船所（現・三菱重工長崎造船所）にて、計画排水量8,636トン、水線全長190.5m、60口径15.5cm3連装砲塔5基を備えた二等巡洋艦として起工。電気溶接を多用している。1932年（昭和7年）8月1日、正式に『三隈』と命名された。同日附で姉妹艦『最上』や、駆逐艦3隻（初春、子日、若葉）、水雷艇2隻（千鳥、真鶴）、夏島型敷設艇夏島、伊六八《伊168》、伊六九《伊169》等も命名されている。各艦は艦艇類別等級表に類別、二等巡洋艦最上型、一等駆逐艦初春型、千鳥型水雷艇、一等潜水艦海大六型等が新設された。1934年（昭和9年）5月31日、三隈は米内光政佐世保鎮守府長官や皇族伏見宮博恭王（軍令部総長、昭和天皇名代）が見守る中で進水する。三隈進水式前日に東郷平八郎元帥が死去したので、伏見宮は予定を早めて帰京、東郷の葬儀に参列した。6月1日、日本海軍は吉田庸光大佐（当時第7駆逐隊《曙、朧、潮》司令）を、三隈艤装員長に任命する。6月14日、艤装員事務所を設置。翌年5月末の完成を目指して艤装工事が行われていたが、藤本喜久雄少将 が設計した千鳥型水雷艇友鶴が転覆する友鶴事件が発生し、藤本の設計による最上型二等巡洋艦の工事も急遽中断された。最上を調査したところ船体推進軸付近や内部構造に破損が見つかり、三隈も補強工事を行う。7月4日、三隈艤装員長と軽巡洋艦川内艦長を入れ替える人事が行われる（吉田大佐は川内艦長へ。川内艦長鈴木田幸造大佐が三隈艤装員長へ）。なお吉田大佐は11月20日より最上型3番艦鈴谷艤装員長に任命された。三隈は1935年（昭和10年）8月29日に就役。初代の幹部は、鈴木田幸造大佐（艦長）、松田平重朗中佐（副長）、高橋三治少佐（運用長）、中島民部少佐（砲術長）、小原尚少佐（航海長）、桝本要少佐（水雷長）、高内和義少佐(通信長）、指山辰雄機関中佐（機関長）、古河兼義主計少佐（主計長）。同日附で艤装員事務所を撤去。この時点で基準排水量は1万トンを超えていたが、対外的には8,600トン公表のままだった。
報徳学園では、同期のエース長坂正稔（中大－東芝）を擁し、1964年春の選抜に出場。1回戦は北角富士雄のいた東邦高に9回サヨナラ勝ち。2回戦ではこの大会に優勝した徳島海南高の尾崎将司投手に完封を喫した。同年夏の甲子園県予選では、準決勝で育英高の鈴木啓示に抑えられ惜敗。他の高校同期に基満男、三宅昇、1年下に控え投手の谷村智博がいた。卒業後は長坂、三宅とともに中央大学へ進学し、東都大学野球リーグでは1967年春季リーグに優勝。同年の全日本大学野球選手権大会ではエース・宮本幸信を擁し、決勝で慶大を破り初優勝。リーグ通算94試合出場、322打数65安打、打率.202、7本塁打、30打点。ベストナイン2回。1968年、ドラフト2位で広島東洋カープに入団。当時の広島の捕手陣は田中尊・久保祥次がレギュラーを争っていたが、1971年には正捕手に抜擢された。1971年8月19日対中日戦で藤本和宏とバッテリーを組んでノーヒットノーランを達成した。打力はそれほどではなかったが、捕手としての能力は高く、ノーサインでも獲れるキャッチングの上手さ、冷静かつ大胆なリード、そして捕手としては俊足であるという武器も有り、チームの要に成長。1974年には打力に優る西沢正次にポジションを譲るが、同年末に西沢が太平洋クラブライオンズに移籍し定位置を取り戻す。1975年のリーグ初優勝に貢献、同年の阪急ブレーブスとの日本シリーズでは、シーズン後半に台頭した道原裕幸が主に先発マスクを被るが、全6試合に出場し投手陣を支えた。その後もレギュラー捕手として活躍し、1979年と1980年の連続日本一にも大きく貢献。1979年の近鉄との日本シリーズは全7試合に先発マスクを被り、11月4日の最終第7戦では6回に柳田豊から勝ち越しとなる2点本塁打、結局これが決勝点となる。9回裏のいわゆる「江夏の21球」の際の捕手も水沼であった。翌1980年の近鉄との日本シリーズも全7試合に先発、第3戦では9回に井本隆から決勝適時2塁打を放つ。10年に渡りほとんどのシーズンで広島のレギュラー捕手として活躍した。1981年7月15日、同僚の高木真一が運転する車の助手席に乗っていた際に交通事故に巻き込まれ、頭を30針縫う大ケガを負った。このため定位置を道原に譲るが8月には復帰、しかし同年は達川光男の成長もあり出場機会が大きく減少した。1983年に中日ドラゴンズへコーチ兼任で移籍し、同年引退。その後は中日の二軍バッテリーコーチ（1984年 - 1985年）・一軍バッテリーコーチ（1986年）を経て、監督古葉竹織の招聘で横浜大洋ホエールズのスカウトを務めた。スカウト業の傍らで読売テレビ・広島テレビ解説者も兼任。1997年に広島市へ戻ると、少年野球の指導に力を入れたほか、東広島市でお好み焼き店「しろう」を経営した。14年間営業したが、2007年5月24日に脳梗塞で倒れ3ヶ月半入院して一旦閉店し、リハビリを経て回復し、広島市中区で同名の居酒屋を開店した。同店は2015年2月22日より「カープ100円食堂」にリニューアルし、現在は夫人と共に実業家として活動している。孫の山本彩加は、NTT西日本広島所属のソフトテニス選手として活躍している。