他出生于岛根县山间的村庄，是富农山根家十四个兄弟姐妹中的第八个儿子。据说他是个爱恶作剧的少年，常与大两岁的哥哥一起玩，闹得过分时就被放进空酒桶里，很久都不放出来。母亲把他叫到仓房里温和地开导他的故事，至今仍在当地流传。
他被身为亲戚的冈山秦家收为继承人养子。秦家世代行医，只有一个女儿，于是山根家儿子中特别聪明的佐八郎被选中。人们认为，听说在冈山可以读书，也是少年下决心做养子的理由之一。
他起初在冈山的药学学校学习，后以学校改组为契机，转入培养医生的第三高等中学校医学部。他成绩非常优秀，受到其他学生和老师的另眼相看。作为世代行医之家的继承人，他专心投入医学学习。
他从医学部毕业成为医生，同年与秦家之女千代结婚。他还志愿在东京的部队服役一年，积累了军医所需的经验。之后他回到冈山，担任县立医院助手，跟随老师们学习内科和医化学，培养了作为研究者的能力。
经老师荒木寅三郎推荐，他独自来到东京，进入传染病研究所，师从北里柴三郎。北里是因破伤风研究等而闻名世界的细菌学家。秦在这里正式踏入了研究致病细菌的严峻世界。
日本首次出现鼠疫患者后，秦参与了防止疾病扩散的工作。鼠疫是致命的极其危险的传染病，但他持续研究了八年，写下十几篇论文，并与同伴总结出预防鼠疫的方法。这些长年的业绩后来引领他走向世界级的研究。
日俄战争开始后，他作为军医奔赴战场，在南满洲各地的野战医院治疗感染传染病的士兵。次年他被召回日本，负责检疫工作，检查归国士兵以免把疾病带回国内。这些工作得到认可，为他打开了留学德国的道路。
他留学德国，在柏林的科赫研究所研究免疫。之后他希望到埃尔利希的研究所学习，介绍信未能奏效时便亲自写信，把行李寄存在车站就直奔研究所。据说埃尔利希迎接他说，房间和助手都已准备好，今天就开始研究。
他在埃尔利希的研究所致力于寻找治疗梅毒的药物。他用动物逐一仔细试验众多药物，确认第606号药具有卓越疗效。这是数百年来折磨人类的梅毒首次找到有效药物的时刻，埃尔利希也深深感谢秦精确的实验。
他与埃尔利希一起发表研究成果，并以两人名义出版了著作。这种药被命名为撒尔佛散，正如拯救之意，挽救了世界各地众多患者。同年，秦在科赫临终时守在身边，之后回到日本。他后来也曾被提名诺贝尔奖，但未能获奖。
政府决定变更传染病研究所的隶属关系时，他与北里柴三郎一同辞职，参与创立新的北里研究所。他与恩师共进退，在新研究所担任部长，致力于研究和指导后辈。这件事体现了他对老师的深厚信赖。
第一次世界大战使来自德国的药物中断后，他与国家、研究者和制药公司合作，推进在日本生产撒尔佛散。国产化获得成功，以其他名称上市销售。他让自己参与研制的药物也能送到日本患者手中。
他出任庆应义塾医学部教授，讲授细菌学和免疫学。据说他常邀学生到家中观赏自己培育的菊花，并说菊花不只要保护，有时还要严格修剪才能养好。他把学生比作菊花，这种温暖又幽默的指导方式流传至今。
多年的恩师北里柴三郎去世后，秦作为北里研究所副所长承担起支撑研究所的重任。此后他还当选为学者最高荣誉团体之一的帝国学士院会员。他继承了自己从年轻时就敬仰的老师的志向，引领日本的医学研究。
他因病住院，在东京的医院去世，享年六十五岁。他的一生全部献给了医学，葬礼由北里研究所主持。至今日本的化学疗法学会仍设有冠以他名字的奖项，表彰这位研制出拯救众多患者之药的研究者的功绩。
幸德秋水樋口一叶岛崎藤村田山花袋菱田春草野口英世与谢野晶子泷廉太郎
内容基于教科书和传记中可以确认的史实，不确定之处会注明。