1963年，小松原在电视广告中看到了虫PRO开始制作动画《铁臂阿童木（鉄腕アトム）》的消息，并下定了决心要进入动画业。当时有数千人应招《铁臂阿童木》的制作，而从里面只能挑选中40人。在激烈的竞争中，小松原做了三次动画考试、然后又进行了色彩和背景考试，但最终依然落选了。1964年，小松原进入了东映动画在大森设立的动画培训学校，在培训学校的半年里参加了《狼少年ケン》与《おそ松くん》的制作，开始了他的动画作画经历。当时学校的校长是被誉为日本动画界先锋之一的山本善次郎（山本早苗），此外小松原在学校时还受到了熊川正雄、大塚康生、月冈贞夫等人的指导。后来动画培训学校独立成为“Children's Corner(チルドレンズ·コーナー)”工作室，小松原做为工作室的一员，参加了《宇宙パトロール·ホッパ》、《レインボー戦隊ロビン》、《魔法使いサリー》的作画工作。当时小松原的生活非常清贫，每天的伙食都只有方便面，甚至还有过将自己的电动削笔刀送到典当铺换了500日圆以应付开支的经历。Children's Corner除了制作东映动画的作品外，还参加了《宇宙少年ソラン》、《鉄人28号》、《ワンダー3》等非东映动画作品的制作，但是在1968年参加制作日美合作的作品《ジョニー·サイファー》时，由于经营出现赤字，Children's Corner倒闭了。

　　会社倒闭后，小松原进入了朝日电影，并担任了《巨人の星》的原画、动画工作。由于工资迟迟没发，因此小松原不得不每天晚上前往车站打工，替别人背行李，就这样艰苦地度过了半年。之后经朋友的介绍，小松原进入了“HATENA PRO.（ハテナプロ）”，并担当了《ひみつのアッコちゃん》、《モーれつア太郎》、《ゲゲゲの鬼太郎》的原画工作，在制作《タイガーマスク》的第6集时开始担任作画监督工作。

　　1970年HATENA PRO.倒闭，小松原与好友盐山纪生、村田耕一、米川功真等一起设立了“OH-PRODUCTION（オープロダクション）”。小松原一边担任OH-PRODUCTION的董事进行经营活动，一边继续担任《タイガーマスク》的作画监督。之后，小松原一男又参加了东映动画的《ゲッターロボ》、《UFOロボ グレンダイザー》、《マグネロボ ガ·キーン》等SF动画的制作。其中《UFOロボ グレンダイザー》在法国和意大利获得了空前的成功，创下了日本动画在海外的收视率记录，而小松原一男的名字也被欧洲动画界所熟悉。由于小松原一男高超的技术和精细的作画，永井豪、松本零士、宫崎骏等都邀请与其合作，而他的作画也成为了《銀河鉄道999》、《宇宙海賊キャプテンハーロック》、《風の谷のナウシカ》等名作获得成功的原动力。不为名利，而是作为一名艺术家完成不同动画作品创作的献身精神使小松原一男得到了整个动画业界的尊敬。而被他的献身精神所感染的一代，现在多数都已经成为了日本动画界的骨干。另外他也对欧洲，特别是法国动画的发展产生了极大的影响。

　　2000年3月24日小松原一男由于颈部恶性肿瘤病逝，享年56岁。他最后的遗作是手冢治虫的《メトロポリス》，这可能就是他身为艺术家的宿命，当年他从手冢治虫的《鉄腕アトム》开始走上动画之路，最终又回归了自己艺术开始的地方……