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1962年に東宝に入社。
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翌1963年、石坂洋次郎原作の青春文芸作『暁の合唱』において星由里子の相手役で準主演デビューを果たした。
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しかし演技の未熟さを指摘され、以降は『国際秘密警察シリーズ』などアクション映画の敵役や脇役を主に演じるようになる。
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その中で戦争大作『太平洋奇跡の作戦 キスカ』(1965年)では数少ない善玉で、隊の負担となる事を恐れ自決する青年兵を好演している。
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1966年、『ウルトラマン』の主人公である科学特捜隊のハヤタ隊員役に起用された。
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前番組の『ウルトラQ』の善玉でのゲスト出演を経ての抜擢であった。
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『ウルトラマン』は40%近い平均視聴率を誇る大ヒット作となり、全39話に出演した黒部もまた「正義の味方」として一躍お茶の間のヒーローになった。
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しかし『ウルトラマン』終了後はすぐに東宝映画に復帰、再び悪役を主とするようになる。
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なお、黒部本人は『ウルトラマン』開始当時も自分は悪役を演じることが多く、ヒーローを演じること自体が例外的だった(オファーが来た際も「なぜ自分が?」と驚いた)と語っている。
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自著で『ウルトラQ』での好演による抜擢についても否定的に記している。
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最近のインタビューなどでは、「当時は他の俳優が売れっ子でスケジュールが取れず、俺くらいしかいなかったんだよ」と、コミカルにコメントしている。
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1970年代以降は東宝を退社しテレビドラマ中心の活動となった。
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新選組ドラマの名作『燃えよ剣』(1970年)では隊士永倉新八を演じて『ウルトラマン』に次ぐ代表作とし、特撮物の『小さなスーパーマン ガンバロン』(1977年)でも善玉を演じた。
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しかしそれ以降ほとんど悪役のみの俳優活動となり、数多くの刑事ドラマや時代劇にゲスト出演して売れっ子悪役の1人となった。
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元々若白髪であったが、70年代後半以降は染めるのをやめた為、現代物ではほぼ総白髪のクセのある敵役を多く演じた。
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更には特撮物でも毒々しいメークで悪の幹部を怪演している。
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一方でバラエティ番組に出演する際は、元ハヤタ隊員として紹介される事が多かった。
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1980年代には料理の腕前を買われ、短期間ではあるが『ごちそうさま』の1コーナーにレギュラー出演したこともある。
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1990年代以降はウルトラシリーズブームの再燃もあり、初代ウルトラマン俳優としてバラエティ番組や特撮物への出演も増えた。
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昭和時代はほとんど悪役ばかりであった東宝特撮映画にも防衛幹部役で出演。
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娘の吉本多香美の女優デビュー、『ウルトラマンティガ』出演も相乗効果となり、CMでの父娘出演も実現した。
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その他の分野でも役柄を広げ、コミカルな役も演じるようになる。
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また特撮関連イベントへの登場、自伝や料理本の執筆など活動内容も多伎に渡るようになった。
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2005年に『ウルトラマンマックス』にトミオカ長官役で出演、38年振りにウルトラシリーズへのレギュラー出演を果たした。