1968年 3月18日生まれ、東京都出身。81プロデュース所属。
既婚者であり、現在1児の父親。
愛称はミキシンなど。

役のイメージを尊重するタイプと語っており、(本人のグラビアなどを除いて)雑誌のレポート記事のような写真に写る際は台本などで顔を隠す傾向にある。また、アンケートなどの筆記コメントでは簡潔なコメントのことが多く、これについては「作品に先入観を持ってほしくないから」という考えがあると語っている。
「演じる」という言葉をあまり使わず、オーディオコメンタリーやラジオなどでは「○○の声(を担当している)」と名乗ることが多い。

礼儀正しい性格だが、かつて事務所の研究生時代に同期から煙たがれていたことがあり、本人曰く「熱心に講義を受けていて、分からないことがあれば講師に聞きに行ったりしていたのが、それが講師や他の受講生から媚び売ってると思われた」と語っている。
本人は自身の性格を「引っ込み思案」と語っており、ラジオやイベントなどでもどちらかと言えば態度は控えめで、自分について語ることは少ない。

同世代の声優と比べるとブレイクが遅めで、1989年にデビューするも中々芽が出ない日々が続いたが、1994年、セガの3D格闘ゲーム『バーチャファイター2』で主人公・結城晶の声を担当しバーチャファイターの世界的大ヒットでようやく軌道に乗り始める。
1997年にアニメ放送された『ポケットモンスター』のコジロウ役で一般層にも浸透するようになり以降数多くのアニメ・ゲームに出演するように至った。
バーチャファイターは2010年『5ファイナルショーダウン』を最後に本編シリーズの展開はストップしている(※コンシュマー移植やeスポーツプロジェクトの一環としてのリメイクなどは行われている)が、その後も『プロジェクトクロスゾーンシリーズ』や『電撃文庫FIGHTINGCLIMAXシリーズ』でゲスト出演しており、一方のコジロウも一度も欠席することなく出演し続け、どちらも20年以上に渡り演じてきた三木を代表するキャラクターとなっている。

車マニアで、『Tipo』などの自動車雑誌に自らコラムを執筆する他、ケーターハムスーパー7、ルノー5ターボ、そしてアニメ『頭文字D』で自身が演じた主人公の藤原拓海が劇中で乗っていた車両とほぼ同仕様のスプリンタートレノGT-APEX（AE86）を所有している。
なお、三木氏のトレノは元々は同じ前期型でもグレード違いのGTVだったが、京都府にあるAE86専門店『カーランド』の企画により雑誌編集者のカローラレビンGTV後期型とニコイチする形で拓海仕様の前期型GT-APEX仕様にレストアされた個体である。また、三木氏はナレーションとしてカーランドのCMにも出演しており、アニマックスで頭文字Dシリーズが再放送される際には高確率で放映されていた。
もっとも三木自身若き日はプロのライダーを志していたが、ある日、まるで異次元の走りをする人を見て、この世界ではプロになれないと感じて諦めている。
拓海役を演じたことを機にレーシングドライバーとも親交を得、とくに『頭文字D』では監修を務めた土屋圭市との交友は長いものとなり、AE86の走行会イベントにはほぼ常連で出場するほか、同じく自動車通である三間雅文監督とともに「ロボットレーシングチーム」ではカート耐久レースにドライバーとして出場、近年では男性声優によるレーシングチーム「VART」を結成し、奇しくも『頭文字D』で共演した関智一率いるBLACK VARTチームとの対決で競演することになった。他にも寺田はるひ(現:七緒はるひ)から、父が「ミスタール・マン」の愛称で知られるレーシングドライバー寺田陽二郎であることを聞き、サインがもらえないか交渉したことがある。
新劇場版頭文字D以降はキャストの全面変更で拓海を演じていないが、拓海=三木氏のイメージが強く現在でもAE86に関連するCMのナレーション(アプリ「ザ・峠」やデアゴスティーニのAE86など)を担当する機会が度々ある。

青年役を多く演じており、色男系のハンサムなキャラから、気のいい兄貴分、キザ、ヘタレ、ゲスで嫌味なキャラなどさまざまな性格のキャラを担当している。下記の出演作からもわかる通り何故かロン毛、センター分け、狙撃手(スナイパー)、炎属性役が多い。
『ポケットモンスター』ではレギュラーのコジロウ役に加え複数のポケモン役を兼任している。

2021年8月18日、事務所によってPCR検査により新型コロナウイルスの陽性反応が出たと発表された。無症状であり、保健所及び専門家の指示に従い自宅療養となった。
その後25日に療養期間を終え、徐々に仕事に復帰していくことが本人のTwitterを通じて発表された。

主な出演作品

アニメ

虹ヶ原マコト＠アイカツ!	アルカード＠悪魔城ドラキュラ	心内療＠アニメで分かる心療内科

海勝麟六＠UN-GO	新条琢磨＠イナズマイレブンオリオンの刻印	ポトムリ＠イナズマイレブンGOギャラクシー

藤原拓海＠頭文字D	ヨージ＠Weiß kreuz	ラヴァ＠吸血姫美夕

雷信＠うしおととら（TVアニメ版）	ジェームズ・マクラウド＠F-ZERO ファルコン伝説	ポスティーノ＠王ドロボウJING

源頼光＠お伽草子	成瀬由紀彦＠学園ヘヴン BOY'S LOVE HYPER!	ロックオン・ストラトス（ニール・ディランディ）＠機動戦士ガンダム00

ロックオン・ストラトス（ライル・ディランディ）＠機動戦士ガンダム00	竈門炭十郎＠鬼滅の刃	若林源三＠キャプテン翼J

眞王＠今日からマ王!	美木杉愛九郎＠キルラキル	ワルター・フォン・シェーンコップ＠銀河英雄伝説 Die Neue These

銀太郎＠ぎんぎつね	坂本辰馬＠銀魂	相沢滝＠グラビテーション

相田景虎＠黒子のバスケ	人見＠CØDE:BREAKER	ニアリー＠ゴクドーくん漫遊記

キュウゾウ＠SAMURAI7	島田開＠3月のライオン	ドライ6＠ジーンダイバー

水都真一朗＠好きなものは好きだからしょうがない!!	シャノン・カスール＠スクラップド・プリンセス	カタシロ・リョウスケ＠STAR DRIVER 輝きのタクト

アダム・ヴァイスハウプト＠戦姫絶唱シンフォギアAXZ	ダグラス・アルドリッジ＠ゾイドワイルドZERO	ヒム＠ダイの大冒険（2020年版）

ビリー・スタリオン＠ダンボール戦機W	青山圭一郎＠地球防衛企業ダイ・ガード	南條一夜＠超者ライディーン

バク・チャン＠D.Gray-man	アレン・シェザール＠天空のエスカフローネ	江戸元閥＠天保異聞妖奇士

デポン・アレックス＠ドラえもん	ザマス＠ドラゴンボール超	スタージュン＠トリコ

ターキー＠ドロヘドロ	嘉神直人＠曇天に笑う	ミズキ＠NARUTO

貝木泥舟＠偽物語	エーリッヒ・クレーメンス・ルーデンドルフ＠爆走兄弟レッツ&ゴー!!シリーズ	ロイ・マスタング＠鋼の錬金術師 FULLMETAL ALCHEMIST

リストル＠HUGっと!プリキュア	沢村竜平＠はじめの一歩	犬山道節＠八犬伝-東方八犬異聞-

バロックヒート＠破天荒遊戯	ノヴ＠HUNTER×HUNTER（2011年版）	アラストル＠ビューティフルジョー

クリード=ディスケンス＠BLACK CAT	法月仁＠プリティーリズム・レインボーライブ	浦原喜助＠BLEACH

クルツ・ウェーバー＠フルメタル・パニック!シリーズ	直江兼続＠BRAVE10	新宮隼人＠PROJECT ARMS

日々野晴矢＠HARELUYAII BØY	サー・ナイトアイ＠僕のヒーローアカデミア	ハレクラニ＠ボボボーボ・ボーボボ

コジロウ＠ポケットモンスターシリーズ	アリクレッド＠魔入りました!入間くん	睡魔師匠＠魔王城でおやすみ

イスナーン＠マギ	尸良＠無限の住人	萩原研二＠名探偵コナン

誇山＠モブサイコ100	都筑麻斗＠闇の末裔	エーリッヒ・フォン・レルゲン＠幼女戦記

ディンゴ＠楽園追放	KR(ログホラ)＠ログ・ホライズン	バーナーマン＠ロックマンエグゼAxess

澤田敏行＠Robotics;Notes	島達也＠湾岸ミッドナイト	スネック＠ワンパンマン

ペドロ＠ONEPIECE	師匠（イラスト左）＠転生したら剣でした	ビーバップ＠テレビ東京版T・M・N・T

宮澄建＠リーマンズクラブ	ソウゲン（踪玄）＠ブッチギレ!	ローマン・トーチウィック＠RWBY氷雪帝国

リー・リンホー＠R.O.D	ガリウス・エン・コルドバル＠アウトブレイク・カンパニー	岩城鉄平＠エリアの騎士

万歳楽＠お伽草子	ダンク＠かいけつゾロリ	ペルソナ学園アリス

建智鉄也＠奇鋼仙女ロウラン	星山純一（画像左）＠空中ブランコ	アレクセイ・フョードロヴィチ・カラマーゾフ＠屍者の帝国

七海光太郎＠探偵学園Q	桃矢＠ツバサ・クロニクル	モデウス＠デビルメイクライ(アニメ)

スレイダー＠七つの大罪	楊眠＠NO.6	冥夢＠B'TX

薙沢彰磨（画像左）＠ブラック・ブレット	アンドレ・ジイド＠文豪ストレイドッグス	八七木翔＠ベターマン

火浦高志（画像右）＠炎の闘球児ドッジ弾平	闇野竜介（画像右）＠魔探偵ロキ	イノセント・ゼロ＠マッシュル-MASHLE-

イラスト未確認

リモーネ/柳葉和也＠愛天使伝説ウェディングピーチ	新庄真＠エリア88	藤堂雪文＠KAIKANフレーズ
石動拓也＠青空少女隊	サージ＠VIRUS -VIRUS BUSTER SERGE-	マシュー＠うえきの法則
アラシ＠機巧奇傳ヒヲウ戦記	高杉三郎太＠機動戦艦ナデシコ	一つ目小僧＠ゲゲゲの鬼太郎（第5作）
ロベス＠牙-KIBA-	社長＠恐竜冒険記ジュラトリッパー	ウォルフ・エリクマイヤー＠銀装騎攻オーディアン
周瑜公瑾＠鋼鉄三国志	コウジ＠ジェネレイターガウル	YOSHIKI＠深夜!天才バカボン
人吉孫竹＠コンクリート・レボルティオ	サムゲタン＠砂漠の海賊!キャプテンクッパ	大沢秀郎＠GTO
小野裕介＠西洋骨董洋菓子店	空のマスター／シナプスの男（ミーノース）＠そらのおとしもの	天野進＠天空のエスカフローネ
追分拓朗＠ハイキュー!!	染五郎＠バケツでごはん	夕城奎介＠ふしぎ遊戯
ラッセ・ルンベルク＠ブレンパワード	石上亘＠舞-HiME	イリーナ早川＠マクロス7
リトラー＠魔法戦士リウイ	時津潤哉＠名探偵コナン	丸米金太＠メタルファイター♥MIKU
竹口栄一＠ももいろシスターズ	前田崎太郎＠REIDEEN	モラン・シェトランド＠LAST EXILE
ザッハ＠六門天外モンコレナイト	風呂出油佐男＠うらみちお兄さん	セオドア・トンプソン＠THEMARGINALSERVICE

OVA

レイ＠真救世主伝説北斗の拳ユリア伝	牡羊座のシオン＠聖闘士星矢 THE LOST CANVAS 冥王神話	アイアコス＠聖闘士星矢冥王ハーデス冥界編

イラスト未確認

山崎義生＠I'll	レッドアイ＠暗殺教室	佐川直也＠今日から俺は!!
八坂聖治＠肢体を洗うTHE ANIMATION	レイオット・スタインバーグ＠ストレイト・ジャケット	クリム＠.hack//SIGN
水無瀬＠羊のうた

ゲーム

ヴェルハルト・バラッグ＠アークザラッド3	オルフェウス＠IdentityV	アルノ・ドリアン＠アサシンクリードユニティ

エドアルド＠インフィニットアンディスカバリー	イゴール・ナヴァロ＠ヴィーナス&ブレイブス〜魔女と女神と滅びの予言〜	橘敬介＠AIR

セフィロス＠エアガイツ（PS版）	ランディ・オルランド＠英雄伝説シリーズ	エルハルト＠エルクローネのアトリエ

玉藻前＠陰陽師(ゲーム)※2	アッシュ＠ガレリアンズ:アッシュ	ヴァイス＠機装ルーガ

綾瀬川彩人＠キミカレ〜新学期〜	エヴァン＠グランディアエクストリーム	佐藤継信＠源狼 GENROH

真壁ハルオミ＠ゴッドイーター2	セイロン＠サモンナイト4	ジャイロ・ツェペリ＠ジョジョの奇妙な冒険オールスターバトル

波川流＠私立ジャスティス学園熱血青春日記2	リュウセイ・ダテ＠スーパーロボット大戦シリーズ	ルシフェル＠スターオーシャン2（PSP版）

サガット＠ストリートファイターZEROシリーズ	スパイダーマン/ピーター・パーカー＠SPIDER-MAN	塔和灰慈＠絶対絶望少女ダンガンロンパ Another Episode

ミノチ＠ゼノブレイド2	後藤又兵衛＠戦国BASARA	シド＠チョコボの不思議なダンジョン時忘れの迷宮

クリード・グラファイト＠テイルズオブハーツ	ミルハウスト・セルカーク＠テイルズオブリバース	不動明＠デビルマン（PS版）

大般若長光＠刀剣乱舞	三原色＠ときめきメモリアル Girl's Side	クーン＠.hack//G.U.

堕天使エルギオス＠ドラゴンクエストライバルズ	結城晶＠バーチャファイター2	土方歳三＠薄桜鬼シリーズ

玄冬＠花帰葬	ワイナール＠ファンタシースターポータブル2 インフィニティ	プリンス＠プリンス・オブ・ペルシャ時間の砂

クロキ＠ブレイザードライブ	菊池寛＠文豪とアルケミスト	諏訪七巳＠文明開華葵座異聞録

ウルフ/長谷川善吉＠ペルソナ5スクランブル	ゼファー・ボルティ＠悠久幻想曲3	アルバート＠レジェンドオブドラグーン

アズーラ(LoV)＠ロードオブヴァーミリオンIII	ブレイズ・ヒートニックス＠ロックマンX6	ジジ＠ロックマンDASH2

エドガー・ロニ・フィガロ＠ワールドオブファイナルファンタジー	刃＠崩壊:スターレイル

以下、エルシャダイ

アルマロス	イーノック	メトセラ

遙かなる時空の中でシリーズ

源頼久＠遙かなる時空の中で	源頼忠＠遙かなる時空の中で2

有川将臣＠遙かなる時空の中で3	柊＠遙かなる時空の中で4

イラスト未確認

ジークフリード・グラート＠穢翼のユースティア※4	氷鷹誠矢＠あんさんぶるスターズ!	リーガン・ワッツ＠エクストルーパーズ
先内剣＠ガンパレード・オーケストラ	ザ・スター、グンター＠グランブルーファンタジー	段田リオン＠ザ・ロストチャイルド
ヴェルンド＠斬撃のREGINLEIV	玄徳＠三国恋戦記	火祭のゼン＠忍道2散華
アンドロイド荒武者ヨシナカ＠白猫プロジェクト	車椅子の老紳士＠真・女神転生Ⅲ（HD版）	グルジェフ＠人造人間ハカイダーラストジャッジメント
バイアン、暗黒ドラゴン＠聖闘士星矢ライジングコスモ	主人公＠セブンスドラゴン2020※3	リザードン、ヒトカゲ＠大乱闘スマッシュブラザーズ(初代)
ヒトデマン、リザードン＠大乱闘スマッシュブラザーズDX/X	トリスメギストス(CHUNITHM)＠CHUNITHM	純銀のブリザード@天外魔境第四の黙示録
謎の男(FEH)＠ファイアーエムブレムヒーローズ	カーク鏑木＠ロードオブヴァーミリオンⅣ	ソウジロウ・サガラ＠ロストディメンション
鈴木悟＠後夜祭

※1：元々はファイナルファンタジー6のキャラクター
※2：朴璐美氏の降板による後任
※3：キャラクターボイスとして選択可能
※4：Vita版。オリジナルのPC版声優は四季路

Fateシリーズ

アサシン(佐々木小次郎)＠Fate/staynight	キャスター(ヴァン・ホーエンハイム・パラケルスス)＠Fate/Prototype蒼銀のフラグメンツ

フィン・マックール＠Fate/GrandOrder	レオニダス一世＠Fate/GrandOrder

ドラマCD

リヒター・ベルモンド＠悪魔城ドラキュラ追憶の夜想曲	四屍マモル＠カオシックルーン	ジザベル・ディズレーリ＠伯爵カインシリーズ

イラスト未確認
ガロン、オルバス、サスカッチ＠ヴァンパイア・ナイト〜お笑い夜の祭典〜
鹿狩雅孝@断章のグリム
 ブラザー・マタイ＠トリニティ・ブラッド
 難波南＠花ざかりの君たちへ
 ドグマ(ヘルズキッチン)＠ヘルズキッチン
 ザード＠レヴァリアース

特撮

ジーク＠仮面ライダー電王	ゲネシスドライバー音声＠仮面ライダー鎧武	ウルトラマンジャック＠ウルトラギャラクシーファイト運命の衝突

カメジム＠王様戦隊キングオージャー

イラスト未確認
機械生命体メガヘクス＠仮面ライダー×仮面ライダードライブ&鎧武 MOVIE大戦フルスロットル

吹き替え

アラジン＠アラジン（2008年以降）	トニー＠サタデー・ナイト・フィーバー	アルチュール・ランボー＠太陽と月に背いて

ビーバップ＠ティーンエイジ・ミュータント・ニンジャ・タートルズ（旧テレ東版）	バットマン/ブルース・ウェイン＠バットマンゴッサムナイト	インフェルノ＠ビーストウォーズ超生命体トランスフォーマー

ローマン・トーチウィック＠RWBY(吹き替え)	エリック・レーンシャー(マグニートー)＠X-MEN シリーズ
		pixivimage::s]