1897年（明治30年）3月22日、熊本県熊本市京町に、父・満太郎と母・冬の6人兄妹の5番目として生まれる。祖父の次三郎は京都禁裡警衛の任に選ばれた細川藩士54名の一人で、父の満太郎は熊本隊士として西南戦争に参加した後、九州日日新聞に勤務しながら柔術道場の師範を兼ねていた。壺川尋常小学校を経て、旧制熊本県立中学済々黌を卒業し、1914年（大正3年）に第五高等学校第一部乙類に入学。同校卒業後、東京帝国大学（現在の東京大学）文学部英文学科に入学する。1920年（大正9年）、松竹キネマ合名社理事の吉田克巳の紹介で、同社理事兼撮影総監督の小山内薫門下の一人となり、6月に松竹蒲田撮影所監督部へ社員として入社、その翌月に帝大を卒業した。しかし、当時は活動写真の社会的地位が極めて低い時代だったため、帝大生の映画界入りは周囲に物議を醸した。学費の一部を援助してもらっていた肥後奨学会の理事会でも「とんでもないこと」と問題になり、「何も河原乞食を作るために、金を出したわけでない」と言われたが、理事長だった細川護立侯爵が「この奨学会から、一人ぐらい風変りが出るのも面白かろう」と理解を示して許可されたという。初出社の日に応接室で後に妻となる三村千代子と初めて出会っている。牛原は小山内の薦めで新派出身の賀古残夢の助手となり、『呪の巫女』がその最初の仕事となった。その傍ら賀古の監督作の脚本も執筆した。同年11月、社の製作陣と対立して松竹キネマ研究所を設立した小山内に従って同研究所に参加。この時、賀古監督と五味国太郎から蒲田に残るように勧められたが、小山内らの目指す欧米流の映画作りの魅力に情熱を掻き立て、結局研究所へ参加した。この研究所には島津保次郎や村田実、松竹キネマ俳優学校の卒業生である鈴木傳明、沢村春子らも参加した。研究所の第1回作品『路上の霊魂』では脚本を書き、別荘の執事役（茂原熊彦名義）で出演もしている。翌1921年（大正10年）、研究所第2回作品で、北村小松がカール・ブッセの詩「山のあなたの空遠く…」に着想を得てシナリオを書いた『山暮るる』で監督デビュー。その後、蒲田撮影所に出向を命じられて、徳田秋声の連載小説をオールキャストで映画化した『断崖』を監督するが、8月に研究所が解散、島津とともに蒲田撮影所に復帰することとなった。
右組みから繰り出される得意技の内股や大外刈は非常に切れ味鋭く、豪快に相手をなぎ倒す威力を有している。体幹が強く受けも比較的強い。現在の柔道スタイルの原型は中学3年の時に作り出された。稽古では1日1000本の打ち込みをこなす。2014年の全日本選手権では優勝した100kg超級の王子谷が対戦した選手で唯一技でのポイントを奪われなかったことや、2016年にスペインのカステイダフェルスで開催された国際合同合宿における乱取りで、テディ・リネールを内股で投げて周囲をざわめかせたことなどからも示されるように、重量級の強豪選手とも渡り合えるだけの力を有している。基本的に一本を取る柔道を理想としているが、最終的には勝たなければ意味がないので勝ちにこだわることに徹底している。きれいに一本勝ちしようと色気を見せると隙が生まれることもあるので、その辺りにも細心の注意を払うように務めている。なお、安のように低い体勢から背負投を繰り出すタイプの選手には深追いせずに、まずは指導を取ってペースを握ることが肝要だとも心掛けている。オリンピックの60kg級で3大会連続の金メダルを獲得した野村忠宏は大野が高校3年の時に稽古を積んだ際に、その技のスピードや、瞬間のキレ味には大いに驚嘆させられたと語った。また、大野と組んだことのある選手は誰もがその技に恐怖を感じているはずだという。さらに続けて、下半身への手や腕による攻防が禁じられて以降、お互いの間合いが近づいた密着型の接近戦が多くなり、従来以上にパワーが重要になってきたが、長身で力の強い外国選手が上や横から柔道衣を掴んで反則狙いの潰しにかかってくると、普通は腰が落ちて後ろに下がってしまい技を仕掛けることができない。対して、大野の場合は間合いを詰められても体の軸が強力なために体勢が崩れることなく、逆に前に出て相手を投げ切ることが可能となるとも指摘した。大学時代から大野を指導していて、大野と同じように内股や大外刈を得意にしていた天理大学監督の穴井隆将は、自分が柔だとしたら大野は剛だとした上で、大野の柔道の特徴を次のように語った。「技に入るときの威力、度胸がすごい。大外刈りは返される可能性が小さくない技だから、私は何度もタイミングを測ったものですが、大野は『そこで行くの!?』と思うようなタイミングで行ける強さがある。相手は自分が組み勝っていると思っていても、懐に入ってきたときの大野の威力がすごくて対応できない」。また、穴井からは頻繁に『我慢しろ』という言葉を掛けられるが、その言葉を苦しい場面でも気持ちを切らさず根気よく打ち勝っていくという意味に捉えることで、以前に比べて辛抱を強いられるような試合においても冷静さを維持しながら粘り強く戦えるようになったという。なお、大野自らも自身の柔道を力で真っ向勝負するスタイルだと考えている。崩したりいなしたりする伝統的なスタイルだけでは充分でないと感じており、外国選手にパワーでも負けたくなかったので、ウェイトトレーニングに本格的に取り組んだ。結果として、力と力で勝負をする場面においても、それを真正面から突破できるだけのパワーを身に付けることになった。2018年になると、筋力増量のためのウエートトレーニングよりも筋肉の瞬発力を鍛えるトレーニングを重視するようになった。右の釣手のみならず左の引き手も決して離さず、両手に一気に力を込めて技を掛け切ることで切れ味が増すようになったという。