代議士大石倫治(りんじ)の長男。昭和10(1935)年東北帝大医学部卒業後、同大学助教授を経て国立仙台病院内科医長。23年衆議院議員。農林政務次官、運輸政務次官等を経て、46年第3次佐藤内閣環境庁長官に就任。尾瀬の環境保全や公害対策など、環境行政に積極的に取り組んだ。51年三木内閣農相。52年参議院議員。58年新自由クラブに移り、国際軍縮促進議員連盟会長等を務めた。政界引退後は、緑の地球防衛基金を創設し、会長に就任した。