１８８９年東京に生まれる。本名義三。１９０５年（明治３８）１６歳で梶田半古門に入り、塾頭小林古径に指導を受ける。１９０７年東京観業博覧会に入選、１９０８年と９年の巽画会では褒状を受ける。１９１７年（大正６）より「土牛、石田を耕す」（『寒山詩』）からとった土牛を号す。生涯を通じて師と仰いだ小林古径のもとに住みこみ学ぶ機会を得た土牛は、古径から芸術に真摯に対峙する態度を学んだ。古径は自分とは異質な土牛の才能を見抜き、東洋古典の高い精神性とともに西洋の新しい美術資料を提供した。さらに、院展を二度落選した土牛に、速水御舟を紹介し、その後の制作の指針を与えている。この御舟との出会いがきっかけとなって、写生から厳しく自然の造形を読みとる作風を生み出し、第１４回再興院展に初入選を果たし、以後毎年入選を重ねて１９２９年（昭和４）院友、３２年同人に推挙され、院の中心で活躍する。１９３６年改組第１回帝展で注目され名声を揺ぎないものとした。土牛は１０１歳の天寿を全うするまで自らの納得できる芸術を求めて牛歩のように歩み、後進の画家たちの範となった。（「大正の新しき波　日本画１９１０−２０年代」図録　１９９１年）