1996年10月11日、プロデビュー戦を1RKO勝ちで飾ると、1998年12月19日、全日本フライ級新人王決定戦で福山登（大阪帝拳）に1RKO勝ちし、9勝1引き分けの戦績で新人王を獲得。2001年7月16日、坂田健史（協栄）の持つ日本フライ級王座に挑戦するも、引き分けで王座獲得ならず（大串事件も合わせて参照）。2002年4月19日、敵地タイでポンサックレック・シンワンチャー（タイ）の持つWBC世界フライ級王座に挑戦し、世界フライ級タイトルマッチ史上最短記録となる1R34秒KO負けを喫する（#第1戦参照）。しかし、復帰戦でKO勝ちすると、その後も菊井徹平（花形）を下すなど順調に勝ち進みランキングを上昇させる。2004年6月6日、日本フライ級王者の中野博（畑中）に挑戦。内藤は中野から2度のダウンを奪うなど一方的に攻め続け、6Rに偶然のバッティングによる負傷判定勝ちを収め、日本王座を獲得。同年10月11日、小嶋武幸（横浜さくら）を相手に初防衛戦を行い、日本タイトルマッチ史上最短となる1R24秒KO勝ちを収めた。2005年10月10日、WBC世界フライ級王者ポンサクレック・ウォンジョンカムに再挑戦するも、7R負傷判定で敗れる（#第2戦参照）。2006年6月27日、OPBF東洋太平洋フライ級王者小松則幸（エディタウンゼント）と、史上初の日本・東洋太平洋統一タイトルマッチを行い、小松を6RTKOで破り、日本・東洋太平洋王座の2冠を達成する。同年12月10日には東洋太平洋王座単独の防衛戦を行い、判定で初防衛。2007年、自身の負傷および日本・東洋王座の防衛戦の兼用が困難になったことなどを理由に両王座を返上。
北海道虻田郡豊浦町生まれ。母親は、大助を身ごもっている時に夫と離婚しており、アルバイトで大助と4歳上の長男を養った。後に小さな民宿を始める。一家の生活は楽ではなかったものの、学校での大助少年はマラソン大会や運動会の徒競走で必ず1位になるなど運動神経抜群で、クラスでは人気者だった。中学では卓球部に所属。しかし、中学2年になるといじめの標的にされるようになる。クラス替えがきっかけともされたが、はっきりとした原因は本人にも分からないという。生活が苦しかったため、兄のお下がりの制服やスキーウェアなどを着ていけば「ボンビー（貧乏）」というあだ名で馬鹿にされたり、給食のおかずや貴重品を取り上げられたり、教師に見つからないよう人目につかない場所で暴行も受けた。内藤は胃潰瘍を患うまでに追い詰められるも、教師からはいじめには気付いてもらえず、気の強い母親への相談も諦め、1人でいじめに耐える中学生活を送った。進学先の北海道豊浦高等学校にいじめ加害者らが進学しなかったことからようやくいじめから解放され、新しい仲間との出会いを通じて本来の明るさを取り戻す。同校ではハンドボール部に所属し、3年時には同校初の全道大会出場に貢献した。卒業後には洞爺湖そばにあるホテルに調理師として就職が内定していたが、春休みの研修中に些細な理由から上司と口論に発展、内定を取り消されてしまい、就職に失敗する。高卒後は定職にも就かずだらだらと日々を過ごしていたが、母親に叱咤され上京。母は予め、生別した実父が経営する工務店に「大助を働かせてやってほしい」と話をつけていた。上京から1年ほど経ったある日、書店で目にしたボクシング雑誌に刺激を受け、下宿先の近くにあった宮田ボクシングジムに入門する。内藤はボクシングを始めた動機について、「地元に帰省したらいじめっ子に会うんじゃないかって怖かった。でも、ジムに通えばケンカに強くなれる。強くなれなくても、『ジムに行っている』と言えば、いじめっ子をびびらせられるって思った」と振り返っている。しかし、格闘技が好きではなかった母から、「あんな野蛮なスポーツはダメだ」と叱られ、勘当を言い渡される。
大部分の男性が女性に対して人差し指が薬指より短いことは、19世紀後半の学術文献で何度か指摘されている。1930年には201人の男性と109人の女性のサンプルから統計的に有意な性差が認められている。しかしその後、この発見は長らく忘れられたか無視されてきたようである。1983年、キングス・カレッジ・ロンドンのグレン・ウィルソンが女性の自己主張の強さと指比の相関関係を調べた研究を発表し、これがある性の中での指比と心理学的特性の関係を検証した最初の研究事例となった。ウィルソンは、骨格構造と人格はいずれも子宮内での性ホルモンレベルに影響されるという説を提案した。1998年、ジョン・T・マニングらが2歳児の指比に性差があることを報告し、この値が出生前性ホルモン量の指標となるという説を前進させた。これ以来、指比についての研究は世界中で盛んに行われてきた。Biology Lettersに掲載された2009年の研究では次のように主張する。「2D:4D比の性差は主として、ゼロ切片でない共通のアロメトリー（両対数線形的）な変化によって生じる。これは、2D:4D比が指が長くなるにつれて必然的に減少する、すなわち男性が女性よりも長い指を有することを意味している」。このことは指比の性差や、それに対するホルモンの推定的影響の根幹をなすと考えられる。ジャングェイ・ジャンとマーティン・C・コーンによる2011年の論文は、「ネズミの2D:4D比は、指の発達中のごく短い期間における、アンドロゲンとエストロゲンのシグナル伝達のバランスに左右される」と報告する。子宮内でのヒトの指の形成は13週までに起こると考えられており、また骨同士の長さの比率はこの時点から成人になるまで一定である。この間、アンドロゲンに胎児が曝露されると（この量こそが性的二形の正体と考えられている）、薬指の成長率が高まる。このことは性別の異なる二卵性双生児の2D:4D比の分析から得られる。女子は子宮内の兄弟から過剰なアンドロゲンに曝され、したがって2D:4D比が有意に低くなる。重要な事実として、成人の性ホルモンの量と2D:4D比との間には何らの相関も見出されていない。このことは、2D:4D比が完全に子宮内でのホルモン曝露量に規定されていることを示している。いくつかの研究で、指比が遺伝性であることも示されている。この話題に関する研究の大きな問題は、大人のテストステロンレベルが2D:4D比によって予測できるかどうかについて、文献のなかで食い違いが生じていることである。しかし、ステレオタイプ的にテストステロンレベルに由来するとされる男性の性的特徴は、2D:4D比と相関することが明らかになっている。したがってどちらかには相関関係があるはずであるが、両方にあるということはない。