1888年（明治21年）3月3日，北山青太郎出生在和歌山县和歌山区（日语：和歌山区）住吉町（日语：住吉町 (和歌山市)）2号地（现在是同县和歌山市住吉町）[1][5]，是其父北山清兵卫（1841年－1892年）和母亲かつ乃（1854年－1937年）的第二个孩子。北山青太郎在父亲去世后于1903年（明治36年）4月12日继承了家族遗产[5]。1911年（明治44年）2月，北山青太郎加入大下藤次郎（日语：大下藤次郎）于1907年（明治40年）创办的日本水彩画会，并公布将同会的大坂支部设在大坂市南区大宝寺町中之丁151番地（现同市中央区东心斋桥1丁目）自己的家中[6]。同年5月，北山离开大坂支部，迁往东京[6]。1912年（大正元年）9月，北山与斋藤与里（日语：斎藤与里）、岸田刘生（日语：岸田刘生）、高村光太郎等人一同组成美术家团体“木炭会（日语：フュウザン会）”，并举办展览会。1916年（大正5年）7月，北山在有乐座（日语：有楽座 (旧)）举行的动画专题放映会“凸坊会”上接触到了动画，并对此深感兴趣[8]。北山当时经济上有点问题，但又希望投身动画事业，于是经友人斋藤五百枝（日语：斎藤五百枝）的介绍接触日活公司，并于1917年1月加入日活向岛摄影所（日语：日活向岛撮影所）[9]。北山在日活开始努力制作日本最早的漫画电影（动画电影）。当时，北山在东京市麹町区麹町平河町（现东京都千代田区平河町）自己的家中作画、完成后到日活向岛摄影所摄影的方式制作作品[10]。第一部作品《猿与蟹》于1917年（大正6年）5月20日在剧院公映[10][11]。此后，北山开始产出大量短篇动画电影，形成了以户田早苗（本名山本善次郎（日语：山本善次郎））、岭田弘、石川隆弘、桥口寿、山川国三等负责作画，高城泰策、金井喜一郎（日语：金井喜一郎）等负责摄影的制作团队。1921年（大正10年）北山离开日活，创立了北山电影制作所[12]。同年与同样从日活离开并创立了牧野教育电影制作所（日语：牧野教育映画制作所）的牧野省三（日语：牧野省三）合作制作教育电影[12]。1923年（大正12年）9月1日，北山的制作所在关东大地震发生后遭受损毁，北山于是迁往大坂。1945年（昭和20年）2月13日上午4时30分，北山清太郎因脑肿瘤在大坂府泉北郡高石町北55番地去世，时年56岁[1][13]。墓地位于和歌山市打越町的真光寺。北山先驱性的电影作品当中，留存至今的仅有松本夏树于2008年（平成20年）发现并进行数码复原的《浦岛太郎（日语：浦岛太郎 (1918年の映画)）》，以及北山电影制作所制作、北山的弟子户田早苗担任演出和作画的《教育童话漫画 兔与龟》（教育お伽漫画 兎と亀）仍有留存，其他作品则已失传。两者现在都收藏于东京国立近代美术馆。