1945年5月の山の手空襲を体験した。1946年、杉並の自宅に戻り、豊多摩中学校に復学。1948年から詩作および発表を始める。1950年には、父の知人であった三好達治の紹介によって『文学界』に「ネロ他五編」が掲載される。まもなく、詩作と並行して歌の作詞、脚本やエッセイの執筆、評論活動などを行うようになる。ら若手文化人らと「若い日本の会」を結成し、60年安保に反対した。1962年に「月火水木金土日のうた」で第4回日本レコード大賞作詞賞を受賞した。1964年からは映画製作(記録映画「東京オリンピック」の製作に脚本家として)に、1965年からは絵本の世界に進出した。映画においては、自ら“市川崑監督の弟子”と称して、もっぱら同監督の作品の脚本を手がけた。1973年の『股旅』などは特に評価が高い。1978年の『火の鳥』も、映画自体は遊びが過ぎて酷評されたものの、脚本(キネマ旬報に掲載)は、手塚治虫による原作に忠実で詩人としての本領を発揮した雄渾な作品である。1967年には初の訳書となる『あしながおじさん』(ジーン・ウェブスター)を出版。翻訳の分野では『スイミー』(レオ・レオニ)、『ピーナッツ』、『マザー・グースのうた』など2007年現在までにおよそ50種類の著作を手がけている。2007年現在までに出版した詩集・詩選集は80冊以上におよぶ。子どもが読んで楽しめるようなもの(『わらべうた』『ことばあそびうた』など)から、実験的なもの(『定義』『コカコーラ・レッスン』など)まで幅広い作風を特徴としている。谷川の詩は英語、フランス語、ドイツ語、スロバキア語、デンマーク語、中国語、モンゴル語などに訳されており、世界中に読者を持っている。2010年、公式Twitterを開始。詩人を生業とすることを自負し、日本ビジュアル著作権協会の会員として、著作権擁護に熱心に取り組んでいる。2007年には希学園とSAPIXに対して、受験教材に勝手に作品を掲載され著作権を侵害されたと主張して、なだいなだ他25名とともに東京地裁に出版差止め訴訟を起こした。一方で、「詩というのは書いた以上他人のもの」と言い、自分の詩を起点に詩を連ねていくプロジェクトも喜んでおり、詩を本来は金銭とは馴染まずしかし必要最低限の著作権によって詩人としてお金を稼いでいきたいと考えているようである。これまで3度結婚しており、岸田衿子は最初の、大久保知子(元新劇女優)は2人目の、佐野洋子は3人目の妻であった。大久保との間に生まれた息子の谷川賢作は音楽家であり、父子によるコンサートを数多く行っている。1日1食を実践し、夜はセブンイレブンの玄米ご飯のレトルトパックを中心とした食事をする毎日。詩はノート型のマックで、居間や書斎で書く。『ピーナッツ』の翻訳作業について、谷川は一度引退宣言をするなどあまり好きではなかったものの、紆余曲折を経て1967年から2020年までの長期にわたり全作品の訳を手掛けた。谷川は約50年もの間、翻訳に携わってきた事について「嫌だって言いながら、途中から他の人の訳を見ると、何か腹立たしくなったり、俺もやらなきゃなんて思ったり。最後は自分のものであってほしい、なんて取られそうな気がして。個人全集みたいになるのが申し訳ないし、途中で嫌になったりしているのに、いいのかなって思いながらーー(全作翻訳のきっかけとなった)今度の全集がうれしいんですよ、僕は」と語っている。谷川にとって、登場キャラクターは身内のような存在になったという。原作者のチャールズ・M・シュルツについては手塚治虫の様な漫画家をイメージしていたため、対面時の印象について「全然、漫画家のイメージじゃないんですよ。僕の彼に対する第一印象は哲学者だった」という。2014年には息子と孫との共著「どこかの森のアリス」を出版。2017年、個人のファンにより札幌市に谷川公認の「俊カフェ」がオープン。2018年)の年表最後にも記載される。講演で「交合」に関して「これは谷川さんの作品の中でぼくならば一番いいというふうに理解します。