爱知县人，1883年出生6月6日，父亲桥本昌世中佐。1902年11月22日毕业于日本陆军士官学校第十四期骑兵科，1903年6月26日授予骑兵下士官军衔，服役于骑兵部队。日俄战争时期他是乃木希典的卫队长，参加了著名的水师营会见，见证了旅顺口的投降。1910年毕业于日本陆军大学第二十二期，同学有畑俊六、杉山元、小矶国昭。当年晋升为骑兵中尉，并以军事研究生身份赴俄国留学。第一次世界大战时是俄罗斯观战武官。3年后返回日本，继续在骑兵部队任职。1922年11月6日出任日本驻苏联使馆武官。成为军中首席俄国通。1924年8月20日，晋升为骑兵大佐，12月5日任骑兵第二十五联队联队长。1928年3月8日任参谋本部第二部欧美课课长，1929年8月1日，任东京警备司令部参谋长，12月10日晋升为陆军少将。1931年8月1日升任为参谋本部第二部部长，成为了日本陆军策划侵略决策机关里的核心人物。

九一八事变爆发后，因为这次武装侵略是阴谋策划，采取突然袭击方式，一些日本政要人物不清楚事变的具体行动方案，故表示不满，甚至认为日本驻朝鲜军司令官下令越境出兵策应关东军的行为，是干犯了天皇的统帅大权。为了避免打乱侵略步骤，陷于被动局面。陆军军部于1931年9月21日晚8时紧急开会研究，桥本虎之助参加了会议，还与梅津美治郎一起表示支持参谋本部作战课课长今村均的方案，即：不得已时便采取陆军大臣南次郎和参谋总长金谷范三分头辞职的对策。

9月28日，桥本虎之助亲自率领远藤三郎、今井武夫、西原一策组成“桥本班”，赴中国东北，负责陆军中央与关东军的联络工作。他向关东军透露所谓“不扩大方针”只有政治意义，并不妨碍军事上的进兵扩展到必要的地点。为更好地贯彻执行日本中央军部的侵略战略，桥本虎之助频繁与板垣征四郎大佐、石原莞尔中佐两参谋，以及竹下义晴中佐、片仓衷大尉等交换意见，同时将关东军在中国东北的武力侵略进展情况向军部报告，并转达军部的侵略意图和要求。

桥本虎之助对于军部交予的使命是极其“认真负责”的，以至引起关东军参谋花谷正少佐的极其不满，他在1956年所写的回忆录中记述：“月末又派参谋本部第二部长桥本虎之助少将来到满洲，他作为中央军部的监察官，逗留在奉天，凡事都想过问，以牵制我们的行动。然后参谋本部又给我们发来带侮辱性的罗里啰嗦的指示，一般地说，这样的指示是不应该向关东军这样的大机关发布的。”结果在轰炸锦州的问题上，石原莞尔不顾桥本虎之助的面子，连遮羞布都不给他，气的他彻底和关东军这帮参谋闹翻了。回国后，正碰上桥本欣五郎搞十月事件，想把荒木贞夫推上首相宝座，传说他也参与了进去。

1932年4月11日，桥本虎之助出任关东军参谋长，辅佐司令官本庄繁。6月便炮制了一个《满洲国指导要领》（草案），此《要领》是从外表上要把伪满洲国打扮成一个“独立国家”，关东军幕后指导，通过以伪满总务厅长官为核心的日系官吏来具体实施的殖民统治政策。日本内阁于1933年8月8日通过了《满洲国指导方针要纲》，其内容大体与桥本的《要领》相同，不过是更加明确和具体了。

桥本虎之助在任职期间还与本庄繁、板垣、石原等人一起将协和党改为协和会。1932年8月，桥本虎之助调任新成立不久的关东宪兵队司令官，关东宪兵队是于1932年6月才脱离日本宪兵司令部的隶属关系，转为关东军作战序列。桥本虎之助在此基础上又进行了一系列强化关东宪兵队在警务方面的指导地位，遭致在东北的日本警察强烈反对，直到1934年底岩佐绿郎任关东宪兵队司令官时才有所缓解。

1933年8月1日回国后的桥本虎之助任日本陆军参谋本部总务部部长，12月20日晋升为陆军中将。1934年8月1日任陆军省次官，接替柳川平助。11月在陆军士官学校事件中受到辻政信的诬告，1935年9月21日任参谋本部部附，12月2日任近卫师团师团长，二·二六事件后被在统治派肃军行动中被清洗出军队，编入预备役。

1937年12月11日，桥本虎之助出任伪满洲国参议府副议长，1938年2月1日，桥本虎之助兼任协和会中央本部的本部长，刚一上任就遇到麻烦事：协和会指导部长古海忠之因多次受到关东军副参谋长石原莞尔在公开场合攻击而提出辞职，桥本虎之助劝止说：“这不仅仅是你的问题，也涉及到我本人，请将这件事交给我，你再等一下。”

后因石原所提的一揽子“改革方案”被关东军全盘否定，石原只好离任回国，这桩棘手的事也就不了了之。桥本虎之助全力以赴地投入了所谓的“康德五年”的“机构改革”，“改革”的目的主要是应对日本日益扩大战争的需要，使协和会成为日本侵略、掠夺的有力工具。6月发表了协和会青少年团大纲，扩充训练组织，扩大协和会工作范围。总之在桥本虎之助任职期间，使这个官办的法西斯组织——协和会增强了反动职能，在方方面面都密切配合了日本殖民统治者的各项侵略措施和步骤。

1940年7月，溥仪奉日本主子之命从日本捧回象征“天照大神”的三件神器，供奉在伪宫中新建的“建国神庙”。为此还专门设立了祭祀府，桥本虎之助被任命为直属康德皇帝的祭祀府总裁。1945年8月11日，溥仪逃离长春时，桥本虎之助取出三件神器后，放火烧了伪宫中的“建国神庙”。8月17日在通化大栗子沟，伪满的大臣、参议们愁眉苦脸地拿来事先写好的溥仪《退位诏书》初稿，叫溥仪等人过目，桥本虎之助发现里面写有“仰承天照大神之神庥，天皇陛下之保佑”的套话，桥本便一脸苦笑地用笔将这句话划掉了。8月19日在沈阳飞机场，桥本虎之助与溥仪一起被苏联红军逮捕，然后押往苏联。1950年夏，桥本虎之助被移交给中国政府，处以有期徒刑，1952年病故，时年69岁。