不肯娶小豆豆（黑柳徹子)為新娘的他，畢業於東京教育大學（筑波大學）理學院的物理學系，在該校的研究生院取得碩士學位之後，作為布萊特交換學生去美國留學，五年後在羅徹斯特大學獲得博士學位，之後在該校繼續高能實驗物理的研究。是位於伊利諾州的大名鼎鼎的“費米國立加速研究所”的副所長。定居美國，是所謂“精英外流”的一員。
山內泰二妻子（女性罕見的數學才女，畢業於羅徹斯特大學），兩個兒子。
經常與妻子和孩子們在家裡演奏樂器，大家會分別演奏大提琴、鋼琴、小提琴等自己擅長的樂器，稱得上是一個藝術之家。
成就： 1）製造出最大功能為五千億伏特的回旋加速器。
2）發現一種叫“ŋ粒子”的物質。
