1909年和歌山県有田郡広村(現　有田郡広川町)に生まれる。浜田家はヤマサ醤油の創業者であり、陽三は10代目の三男にあたる。1915年、実家のある千葉県銚子に移り、1927年に東京美術学校塑造部に入学。1930年中退して渡仏、パリを中心に油彩画を制作してサロン・ドートンヌなどに出品する。1937年、自由美術家協会創立に参加、同年には最初の銅版画「猫」を制作する。1939年には第二次大戦のため帰国し、戦後は本格的に銅版画制作を開始する。1953年に再び渡仏、浜田知明らと日本銅版画協会を結成する。1955年から独自のカラー・メゾティントを開発し、1957年のサンパウロ国際版画ビエンナーレ展において日本人として初めて大賞を受賞するという快挙を成し遂げる。 1970年頃からは眼疾のためリトグラフを集中的に制作。1981年にはサンフランシスコへ移住するが、最晩年は日本ですごした。東京都中央区日本橋蛎殻町に個人美術館「ミュゼ浜口陽三・ヤマサコレクション」がある。