伯備線方谷駅は師の山田方谷が由来の駅名で、人名が由来となった珍しい例である。方谷駅の線路敷地には山田方谷の長瀬塾があり地元住人の請願で方谷駅とされた。当初鉄道省は人名を駅名にした例はなく反対した。山田方谷がいかに偉人であったか運動したが動かず、そこで弟子の三島中洲の名を持ち上げた。当時、中洲は90歳で亡くなっていたが、盛名は昭和になっても全国に轟、維新後の漢学の巨星であり、大正天皇の侍講ということもあって、その中洲の師ということで鉄道省も了解したという逸話がある。28歳で帰郷した時、備中松山藩に仕官する時の条件として「仕官しても5年間の遊学を許可してほしい。藩に帰った後も時々、藩の外に出る事を許してほしい。40歳以前は儒職以外の職には就かせないと約束してほしい。経を講ずるときは必ずしも朱子の注によらなくても良いと認めてほしい」と進に手紙を渡している。
生涯にわたって書道興隆に尽力し、のちに現代書道の父となる比田井天来が二松學舍の舎生となる。全国に天来の師である日下部鳴鶴が書を、三島が撰文した碑が数多く残されており、また三島自身数多くの書を揮毫した。二松學舍には天来のほか、日本芸術院賞を受賞した鈴木翠軒、山田正平、浅見筧洞のほか、上田桑鳩、田代秋鶴など数多くの書家が在籍していた。
方谷の備中松山藩での藩政改革ではその右腕的存在であり、この時の経験から本当の君子は利益を賤しむのではなく、義に則った利益の得方・使い方が出来なければならないとする「義利合一論」を唱えた。この独自の思想「義利合一論」は、明治19年（1886年）「義利合一論」、明治41年（1908年）「道徳経済合一論」と題して東京学士会及び哲学会で講演している。またこれにより渋沢栄一とも意気投合し、中洲の死後、二松學舍の経営に深く関わることになった。
時流に逆らうかのごとく孔孟の教えに対し「泰西技術の学盛行し、斯道まさに地に堕ちんとす、ひそかに憂うる所有り」とし、その教育観は「今の世に生まれて古の道に反せざるをこひねがひ、常に此を以て自ら律す。又以て人に教へ実用の才を育み以て国家に報ぜんと欲す」というものだった。ついに師山田方谷の死を受けて明治10年（1877年）10月10日漢学私塾二松學舍を創設する。実に卒業生は7000人といわれる。
池上本門寺善国寺墓地、三嶋家庭内三島中洲墓所（東京都目黒区目黒）にあったが、静岡県駿東郡小山町の冨士霊園に改葬され二松學舍創立135周年に際し、三島中洲忌にあたる5月12日に、墓参の会が実施された。
安政5年（1858年）4月、28歳のとき藩主の許しを得て江戸に出て昌平黌に入り、佐藤一斎、安積艮斎に学ぶ。翌年帰郷し、6月に藩主に召されて松山藩に赴き、藩校有終館会頭に就任。31歳のとき再び江戸に遊び、昌平黌詩文掛となる。文久元年（1861年）4月、32歳のとき有終館学頭・吟味役となり、有終館学制改革を行う。6月に松山城の登山口に当る小高下に200坪の宅地を賜り、虎口渓舎と名付け念願の漢学塾を開いた。学徒は十二藩に及び塾舎常に60人から70人を越したという。明治政府出仕の命による東京上京まで11年間にわたって師弟の教育にあたった。慶應3年（1867年）9月、38歳のとき奉行格となり洋学総裁兼務となる。この年の10月14日江戸幕府十五代将軍徳川慶喜が政権を朝廷に返還する。
天保14年（1843年）8月、14歳のとき備中松山藩の儒者山田方谷の私塾牛麓舎に入り、19歳のとき塾長となる。備中松山藩の元締、吟味役となり、藩務多忙の方谷にかわり舎生の訓育に当たる。この頃貞一郎と称す。嘉永5年（1852年）3月、23歳のとき伊勢津藩の斎藤拙堂に師事する。翌年、『探辺日録』を作る。在津中、玉乃世履、鶴田皓を知る。安政3年（1856年）3月、伊勢を去り、翌年備中松山藩藩士となる。
千葉県出身。一橋大学商学部卒業。河田正也日清紡ホールディングス社長はクラスの同級生。一橋大学大学院商学研究科修了、商学博士。中村忠に師事。一橋大学大学院商学研究科教授、三菱商事取締役、曙ブレーキ工業取締役、東京海上ホールディングス取締役、住友化学取締役、セブン&アイホールディングス取締役、東レ取締役、NEC経営諮問委員会委員等を歴任。第52回-第54回（平成14-16年度）税理士試験委員など各種試験委員を務める。門下に大塚成男千葉大学教授、中野誠一橋大教授、蜂谷豊彦一橋大教授、野間幹晴一橋大教授、円谷昭一一橋大准教授、加賀谷哲之一橋大准教授等がいる。また、レアジョブ創業者の加藤智久なども伊藤ゼミ出身で、のちにレアジョブ顧問を務めた。座長を務めた経済産業省の研究会・｢持続的成長への競争力とインセンティブ～企業と投資家の望ましい関係構築～｣プロジェクトが2014年に出した最終報告書「伊藤レポート」は、自己資本利益率8パーセント以上を目指すべきとし、コーポレートガバナンスの基準として大きな影響力を持ち、以降日本企業において、高自己資本利益率化や株主還元方針等が広く取られるようになった。