東京都新宿区歌舞伎町にあった新宿赤十字病院で生まれ、小学校に行く時に国立市に転居。『週刊アスキー』「進藤晶子のえ、それってどういうこと?」での、進藤晶子との対談にて、「いい声優は、いい役者でもあるはずです」と語っている。また、本人は吹き替えという仕事があることを光栄に思っており、「世の中にもっと吹き替えが浸透してほしい」と語ったこともある。顔出しNGの声優ではなく、2015年11月16日放送のバラエティ番組『しゃべくり007』での松坂桃李が「いま、会いたい人」として大塚の名を挙げたものの出演はなく、その理由を日本テレビ側が「顔出しNGのため来られませんでした」とスタッフが説明したことについても、大塚は「え?私は別に顔出しNGではないのだが… まいっか!」と明確に否定している。「『特技は空手』とプロフィールにあるが、やっていたのは若いころだけ」と『稲村優奈と川瀬晶子のAAAで行こう!!』で語った。大型自動車・牽引自動車・普通自動二輪車の運転免許を取得している。自動車はマニュアル車が好きで、イタリア車を保有していると『攻殻機動隊』のインタビューで語ったところがある。
独特の低い声質で知られる。ナレーションから映画の吹き替えをはじめとして、アニメ、ゲームでの出演作品も多数。デビュー作はOVA『あいうえおアニメ 世界名作童話全集』のシルバー。洋画吹き替えにおいては数多くの作品に出演。初のゴールデンタイムでの主役の吹き替えは『レッド・スコルピオン』のドルフ・ラングレンである。スティーヴン・セガール、ニコラス・ケイジ、デンゼル・ワシントンを専属、アントニオ・バンデラスやドルフ・ラングレン、サミュエル・L・ジャクソン、デニス・クエイドなどの吹き替えを数多く担当している。『水曜シアター9』の放送開始予告にはセガールの出演した映画の映像が使われているが、その流用された映像の吹き替えも大塚が担当した。『マスク・オブ・ゾロ』、『レジェンド・オブ・ゾロ』ではバンデラスが演じたアレハンドロ・ムリエッタ/怪傑ゾロの吹き替えを担当しているが、『それいけ!アンパンマン』でも怪傑ゾロをモチーフとしたキャラクター・ナガネギマンを演じており、歌唱も披露している。銀河万丈、玄田哲章と並んでアーノルド・シュワルツェネッガーとシルヴェスター・スタローンの両方を吹き替えた経験もある。2006年3月25日、東京国際アニメフェア2006で開催された第5回東京アニメアワードで、声優賞（『ブラック・ジャック』）を受賞。2012年10月に『Newtype×マチ★アソビ アニメアワード2012』にて男性声優賞を受賞し、ライダー（『Fate/Zero』）で男性キャラクター賞を同じく受賞している。また、2015年に第九回声優アワードにて富山敬賞を受賞。2015年3月26日、自身初めての全編、著作『声優魂』を星海社より出版。帯には「声優だけは やめておけ。」というキャッチコピーが書かれている。『声優魂』出版後、その内容を受けて、本気で声優を目指している若者に向けた少人数制の特別講義が企画され、同年9月、星海社が運営するウェブサイト「ジセダイ」上にて「ジセダイクリエイティブブートキャンプ」と題されサイト上にて参加者を募集。10月に開催されたマチ★アソビ vol.15にて、講師に大塚と納谷僚介（マウスプロモーション代表取締役社長）の2名を迎え、1日1回限りの講義が行われた。このワークショップの模様は書籍化され、2016年6月、大塚の2冊目の著作『大塚明夫の声優塾』として出版された。2017年1月7日、マウスプロモーションのHPにて結婚したことを発表した。1月9日、テレビ朝日にて放映された『人気声優200人が本気で選んだ!声優総選挙!3時間SP』で第10位に選ばれる。
とある郊外の廃墟でゾンビものの自主映画の撮影が行われていた。その建物には、かつて日本軍が死体を蘇らす実験をしていたという忌まわしい都市伝説があった。クライマックスシーンの撮影中、監督はヒロイン役の女優の演技に本物の恐怖が足りないと苛立ち、建物の屋上に血糊で禁忌のサインを描く。すると、カメラマンが血まみれのゾンビと化して、ほかの撮影スタッフも次々と犠牲になっていく。狂気に取りつかれた監督は、逃げ惑う女優たちを追いかけ、ハンディカメラで撮り続ける。屋上に追いつめられた女優は、ゾンビ化した恋人の首を斧ではね、ついには生身の監督にも刃を振り下ろす。生き残った彼女は屋上に描かれた五芒星のサインの上で立ち止まり、惨劇の余韻に浸るように、返り血に濡れた顔で空を見上げる。このラストシーンの後、ここまでの映像が、実は、ゾンビ映画専門チャンネルの開局記念番組として企画された「30分間生放送、カメラ1台でワンシーン・ワンカット撮影」というゾンビドラマ『ONE CUT OF THE DEAD』の映像であったこと、すなわち劇中劇であったことが明かされる。そして場面は、この撮影・放送より前の時間軸に遡る。放送1か月前、映像監督の日暮隆之はこの番組のオファーを受け、一度は断ったものの、娘の真央が好きな俳優が出演すると知り、監督を引き受ける。ヒロイン役は業界慣れしたアイドル女優、恋人役は理屈っぽいイケメン男優、脇役も一癖ある役者が揃い、生放送で放送事故を起こさぬよう、カメラマンや現場スタッフを交えて撮影手順のリハーサルを重ねた。しかし、本番当日になって監督役とメイク役が交通事故でロケ地に到着せず、芝居経験のある日暮と妻の晴美が代役を演じることになる。本番が始まってからも予期せぬトラブルが続出。カメラマン役やマイクマン役が勝手な行動をとり、撮影隊のカメラマンは持病の腰痛で動けなくなり、メイク役の晴美は芝居にのめり込んで暴走する。その都度、役者のアドリブで間を繋ぎ、裏方の指示で台本のシーンを飛ばしたりして、何とかストーリーを進行していく。見学に来ていた真央もスタッフに加わり、普段は見ることのできない日暮の映像作家としての気概に触れる。そして迎えた屋上のラストシーンも、カメラクレーンの破損というトラブルが起きるが、スタッフ・役者一同が人間ピラミッドを組み、その頂上で真央がカメラを構えて予定のハイアングルカットを撮り、無事撮影を終了した。この機転は、日暮が台本の裏に貼っていた家族写真を見て、真央が思いついたものだった。その写真の中では、カメラを手にした幼き日の真央が日暮に肩車され、ふたりで笑いあっていた。