牛原虚彦出生于
熊本县,并毕业于
东京大学英国文学系。拜
小山内薰为师,进入松竹电影研究所,力图对日本电影进行改革。
1920年,他应大社长尾赤邀请,加入了松竹电影公司。他起初帮助编写村田的受
马克西姆·高尔基影响的电影《路上的灵魂》的剧本,牛原自己也在该片中担任角色。此后便在松竹蒲田制片厂改任导演,他导演的第一部影片为《山中暮色》(1921),还接连拍摄了《回到山里去》等作品。
1926年,牛原去好莱坞学习业务,曾在
查理·卓别林的指导下工作。协助拍摄《
马戏团》。回国后创作了
日本第一部体育片《陆上之王》(1928),以及《他和东京》(1928)、《他和田园》(1928)、《他和人生》(1928)的所谓“他”的三部曲。
1933年,牛原返回日本,加入日活太秦摄影所。第二年,又跳到了新兴电影京都
摄影所。
1949年,拍完特摄电影的开端《虹男》之后,新兴电影被合并为
角川映画株式会社后,牛原离开了电影界。