フルネームは十津川省三（とつがわしょうぞう）。十津川警部シリーズの主人公で、西村作品の代表的キャラクターとして多くの作品に登場している。著作には読み仮名を「とつかわ」とするものもある。
小説版の設定
一人称は「私」、たまに「僕」。独白などでは「おれ」。
7月27日生まれの年齢40歳。『超特急『つばめ号』殺人事件』では誕生年が昭和17年（1942年）とされていたので、この設定が健在であれば既に70歳を優に超えていることになる。血液型に関しては曖昧で、ある作品ではB型と言っていたり、別の作品では「O型だと思う」と発言していたりする。
身長は当初は163センチ（中年体型）だったが、西村は十津川警部シリーズの渡瀬恒彦のイメージから身長を10センチほど伸ばしたという。中には「中肉中背の平凡な外見」「中年太り（十津川談）」とするものもある。
東京都の新興住宅地出身。そのため故郷という言葉のイメージをつかみにくく、青森県出身で故郷に思い入れのある亀井刑事とは対照的である。
大学時代はヨット部に所属し、ダイビングの経験を持つ。また太宰治を真似て小説を書き、『錨（アンカー）』という同人誌を発行していたこともある。大学卒業後、警視庁に地方公務員として採用されたノンキャリア。25歳の時に捜査一課の刑事となった。
警視庁刑事部捜査一課に所属する警察官で、階級は警部。部下の亀井刑事をパートナーとして多くの事件解決に当たっている。
捜査一課内での立場は作品によってブレがあるものの、概ね7人から10人程度で構成される「十津川班」のリーダーとして描写されている。
都内を中心に全国、時には海外も飛び回り、殺人などの事件を捜査、被疑者を逮捕、発見している。捜査の大半は警察官として関わっているが、一部では一般人として調査することもある。
家族は新婚の妻・直子（35歳）がおり、子供は居ない。若い頃は片思いの相手や恋人などがいたが、何かしらの理由で破局している。サラリーマンの兄がいてそちらには7歳の娘がいる設定となっている。
ペットは雑種のオス犬「のりスケ」とメスのシャム猫「ミーコ」。また、ある事件の関係者から預かったオスのシャム猫「居候」も飼っている。
妻以外の関西人が苦手なので、仕事を理由になるべく妻側の親族とは会わないようにしている。
名前の元ネタは奈良県の十津川村（とつかわむら）。
性格
厳しさと優しさを兼ね備えた頼れる上司。妻や部下のことは大切に思っており、冤罪を証明するべく奔走する。一方で年上の部下に対しても敬語は使わないなど、上下関係を徹底させるところがある。
犯人に対しては亀井と共に飛び掛かって捕まえる描写が多く、殴り付けられた際も反撃して取り押さ
えるなど勇猛果敢。催涙ガスを使われて目が見えない中、銃撃戦となった時は犯人を射殺している。これ以外にもやむを得ず撃ち殺したことがある。
また罪を認めようとしない人間に対しては罠を仕掛けたり、復讐者に襲われていても動機（なぜ襲われているのか）を隠しているようなら「動機が不明では殺人とは言えない。警察は民事不介入だから」と見殺しにする振りをしたこともある。特に妻を冤罪から救うために犯人を罠に掛けた時は、刑事らしくないことをしたと述べつつも「妻の無実を証明するためならどんなことでもする」と亀井に述べている。
犯人に命を狙われている人間に対し、説得が不可となれば「万引きの容疑」として無理やり逮捕して保護するという措置をとることもある。
友人知人に殺人の容疑が掛かった時は、心苦しそうにしながらも刑事としての使命と責任感に従って行動する。また自首や出頭を促すことも。
三橋達也版
十津川警部シリーズは推理小説原作のドラマとして何度も映像化が図られているが、十津川省三をつとめた最も著名な人物と言えば三橋達也だろう。
テレビ朝日系土曜ワイド劇場向け作品として朝日放送・大映が始めて映像化した1979年版『寝台特急殺人事件』で初登場。朝日放送製作分の3作は綿引勝彦(綿引浩)が亀井刑事役となった。
続いてテレビ朝日・東映で制作された1981年版『終着駅殺人事件』で定番の三橋警部・愛川亀さんの配役が決定、これに1984年から『東北新幹線殺人事件』から西本レオが加わる定番メンバーが固定化された。
しかし三橋と愛川のイメージは原作の十津川と亀井と全く逆で、さらに1981年の時点で三橋はすでに58歳と、原作の十津川のように飛び回るには高齢になっていた。一方、愛川は当時47歳でバラエティ番組にも数多く出演する躍動感のある俳優だった。
この為原作とは逆に、物語の前半部では愛川演じる亀井が積極的に飛び回り、三橋演じる十津川は警視庁でどっしりと構え亀井達に安心感を与える存在、という設定がなされていた。このため十津川はサブキャラクターに降格され、主人公としての活躍は亀井が担当することになった（それでも十津川がトリックを解く展開も多い）。
今で言えば原作レイプと批判されてもおかしくない改編だったが、いぶし銀の三橋演じる安定感のある十津川警部と、コミカルな中年の愛川演じる熱血漢な亀井刑事は一気に人気を博し、1986年の『特急北アルプス殺人事件』では26.7％という高視聴率を叩き出した。
事件が行き詰まったときに十津川が「カメさん、我々も乗ってみようじゃないか(行ってみようじゃないか)」と腰を上げ、解決のヒントを得る。最後に事件解決後、十津川と亀井が2人で事件を総括するようなやり取りをする、といったフォーマットで、特に人気があった。
ただ、三橋の体型でヨットマンというのは無理があると判断されたのか、大学ではラグビー部所属だったことに変更されている。また、禁煙を宣言してはそれを破っており、その事を亀井(愛川)に何度もたしなめられたりしている。
亀井刑事など近しい人間の前で、時折一人称が「俺」になる(原作では公私問わず一貫して「私」)。
この他、部下思いで温情派と、映像作品だからこそ必要な面を備えた三橋の十津川には人間的魅力があった。
しかし1984年頃から度々三橋の健康問題が浮上するようになり、それが深刻になったことで1999年の『秋田新幹線「こまち」殺人事件』を最後に降板し、高橋英樹に交代。この頃、愛川欽也は逆に大御所俳優となっていたため、この交代によってむしろ本来なら原作に近づいた。
しかし、一応として視聴率は取れているものの、三橋時代ほどの高評価は得られなくなり、苦戦が続いた。そして2012年に今度は愛川が降板と、土曜ワイド版は苦戦を強いられている。
一方、他局でも別の俳優の組み合わせで十津川・亀井の作品が制作されたが、原作とあまりにかけ離れたスタイルでありながら非情に高い評価を得た三橋・愛川コンビのイメージに勝てず、1990年頃からは作品自体は原作にしつつも全く違う配役(落ちこぼれ刑事、私立探偵、女性刑事コンビなど)として、土曜ワイド版、というよりも三橋・愛川コンビのイメージと競り合うのを避ける作品が多くなった。
漫画版
多数の漫画家によって描かれているが、いずれも容姿は異なる。漫画では、細身で精悍な顔立ちの人物として描かれることが多い。体格も太ってはおらず、細身だったりガッシリだったりする。
またコミカライズ版では十津川を別のキャラクター（西本や日下など）に置き換えて描く場合もある。そのため必ずしも十津川が主人公として出てくるわけではない。
