2010年4月2日に江尻慎太郎との交換トレードで北海道日本ハムファイターズへ移籍。6月14日から一軍合流。主に左のワンポイントで登場。一軍合流後は防御率0.93の快投を続けるが、7月18日に怪我で登録抹消。その後復帰するが調子が上がらず、腰痛のため再度登録抹消された。オフに背番号を27から13に変更。2011年は、左のワンポイントリリーフとして首位争いを演じる日本ハム中継ぎ陣を支えた。8月8日の東北楽天ゴールデンイーグルス戦で1球勝利（日本ハム移籍後初勝利）、同14日の福岡ソフトバンクホークス戦で2球勝利を記録したが、これらを同一月に記録したのはプロ野球史上初。なお、この2試合とも先発投手は斎藤佑樹で、石井は2番手として登板した。2012年開幕直後にめまいを発症し、長期にわたり離脱する。復帰は同年シーズン終盤となったが、約1ヶ月間で17試合に登板し、リリーフ陣の一角としてリーグ優勝に貢献した。2013年は序盤から一軍に帯同し、登板51、投球回46、勝利4、ホールド17はいずれも自己最多となったものの、翌2014年は登板試合数が減少した。2015年は開幕から一軍に帯同して2013年とおなじ51試合登板ながらワンポイント気味のショートリリーフ登板が多くなり対戦打者151人、投球35イニングで1敗7ホールドで2013年を下回ったものの防御率2.06、失点15と内容は2013年を上回って復活。2016年は故障とコンディション不良のために一軍復帰が7月末まで遅れたが、宮西尚生以外に左の中継ぎがいない事情もあって復帰後は前年同様後半以降のワンポイントリリーフを任され、22試合16.1イニング登板で防御率1.65、失点3、16奪三振という内容で勝敗無しの12ホールドを記録して4年ぶりのリーグ優勝に貢献した。日本シリーズでは2試合に登板して打者4に対して被安打3、失点3を喫したが、チームは10年ぶりの日本一に輝いた。12月2日に右膝半月内側板部分の切除術を受けた。2018年は引退試合まで一軍での登板機会はなく、9月22日に球団を通じて現役引退を発表した。9月30日に引退登板のために一軍出場選手登録され、同日の埼玉西武ライオンズ戦（札幌ドーム）において、4対1とリードした7回表2死2塁から3番手として救援登板。バッテリーを組んだのは三菱重工横浜時代からの同僚である鶴岡慎也であった。横浜商工高（後に横浜創学館高等学校）の後輩に当たる秋山翔吾に対して5球目の141km/hの直球で左飛に打ち取り、8回に登板しなかったため最終登板で通算83個目のホールドを挙げ、通算ホールドポイントもちょうど100に到達して有終の美を飾った。11月12日、日本ハムの打撃投手に就任することが発表された。
1905年（明治38年）4月1日、山口県大津郡菱海村（現長門市）河原に農業兼左官磯部仁三郎の三男として生まれる。高等小学校、広島陸軍幼年学校、陸軍士官学校予科を経て、1926年（大正15年）7月に陸軍士官学校（38期）を卒業する。同年10月陸軍歩兵少尉に任官し、歩兵第80連隊附を命ぜられた。1929年（昭和4年）10月に陸軍歩兵中尉に進級。1932年（昭和7年）6月、経理部への転科を志願し陸軍経理学校に入校する。1933年（昭和8年）5月に経理学校を卒業、主計に転科し陸軍二等主計（中尉相当）に任官した。同年6月に近衛歩兵第4連隊附を命ぜられ、1934年（昭和9年）8月陸軍一等主計（大尉相当）進級と共に、野砲兵第1連隊附に移った。早くから北一輝の下に出入りし、皇道派青年将校グループの中心人物として知られていた。1934年に発生した陸軍士官学校事件において村中孝次らとともに反乱を企てた容疑で逮捕された。翌年3月停職、4月に釈放された。その後「粛軍に関する意見書」を執筆・配布し、8月に免官となった。村中と同居して反乱計画に熱中した。相沢事件以降は憲兵・警視庁警官が二人の周囲を警戒・監視している。村中が相沢事件の裁判闘争を重視する「理論派」であったのに対して磯部は「行動派」であった。1936年（昭和11年）の二・二六事件では、栗原安秀らとともに計画・指揮に当たった。首相官邸において銃声を聞き行動が開始されたことを知った瞬間について、「とに角云ふに云へぬ程面白い　一度やつて見るといい。余はも一度やりたい　あの快感は恐らく人生至上のものであらふ」と回想している。陸相官邸玄関において、統制派の片倉衷を見かけこれに拳銃を一発発射し、拳銃を足元に落として軍刀を抜いたがその場にいた真崎甚三郎になだめられた。左こめかみを負傷した片倉は陸相専用車で病院へと運ばれ処置を受けた。事件後の新聞で、片倉に「馬鹿！」と怒鳴られて気圧され拳銃を落としたのだと報道されたのを見て「腰をぬかしたのは断じて余に非ず、余の腰はピンと張っていた」、「なぜピストルを棄てたとか　なぜ軍刀を抜いたとか問われても　理由は全くわからん」と述べている。斎藤瀏は、陸相官邸において激昂する将校がおり、「片倉も生きていると云う事だ、俺一人でも行って殺してやる、状況によっては軍人会館偕行社をも襲撃する予定だとわめて居る」者がいたと述べており、これは磯部のことであると思われる。反乱が失敗に終わったことが明らかとなり、青年将校たちが自刃するか投降するか決め兼ねている中で、磯部は「余はどうしても死ぬ気が起こらなかつた、自決どころではない　山王ホテルから逃走して支那へ渡ろふと思つて　柴大尉（柴五郎）に逃げさせてくれとたのんだ位ひであつた、どこ迄も生きのびて仇うちをせねば気がすまなかつたのだ」と回想している。事件後の軍法会議では7月5日の第一次判決において死刑を宣告された。磯部と村中の二名については北一輝、西田税の裁判の都合上、7月12日に処刑された他の死刑囚とは分離された。翌1937年（昭和12年）8月19日に北、西田、村中とともに銃殺刑に処された。辞世の句を遺しており、国民よ  国をおもひて  狂となり  痴となるほどに  国を愛せよである。満32歳没。