京都府京都市下京区出身。染物問屋の子として生まれる。名は良三郎(諸説有る)。
京都府立第二中学校を中退し、伊藤快彦の画塾「鍾美会」を経て、聖護院洋画研究所(関西美術院)卒業。
主催していた浅井忠に師事。1908(M41)渡仏し、ルノアールを訪ね、以来薫陶を受ける。
またパリに滞在しアカデミー・ジュリアンに通った。'13(T2)帰国し、白樺社の主催にて東京神田で個展「梅原良三郎油絵展覧会」を開催した。
翌年、文展に不満ある進歩的な洋画家たちがつくった団体「二科会」創立に加わり、'22「春陽会」設立にも参加。この間、'20渡仏し、前年に亡くなったルノワールを弔問している。
'25土田麦僊の招きで国画創作協会に合流し、更に'28(S3)第二部「国画会」をおこし、その中心となって後進の指導にあたった。
'35帝国美術院会員、'37帝国芸術院(日本芸術院)会員('57辞任)。'44帝室技芸員、東京美術学校教授(〜'52)。
'52渡欧し、ベネチア・ビエンナーレの国際審査員を務めた。同年、文化勲章授章。'53軽井沢にアトリエを設ける。晩年は吉田五十八(6-1-5)設計の東京都市ヶ谷のアトリエを使用した。
風景画主体で、華やかな色彩の中に東洋絵画の特色を生かした重厚な作風で知られ、独自の画風を確立した。
代表的作品に『富士』『裸婦』『金の首飾り』『桜島』『雲中天壇』『紫禁城』『北京秋天』『霧島(栄ノ尾)』などある。
国画会名誉会員。'73日本とフランスの文化交流の貢献者としてコマンドール勲章授章。肺炎による心不全のため慶応病院にて逝去。
享年97歳。「葬式無用 弔問供物 固辞する事 生者は死者の為に煩わさるべからず」と書き残していた。
'14(T3)洋画家の亀岡崇の妹である艶子と結婚。翌年、長女の紅良(あから)、'18長男の成四(同墓)が生まれた。
成四はフランス文学者。紅良は嶋田三郎に嫁ぐ。
その子の嶋田啓作は歌人の木下利玄の孫の久仁子と結婚し、その娘の嶋田華子(新進美術評論家)は東大大学院時に梅原龍三郎を研究、パリ滞在中の日記を発見して、梅原龍三郎がフランス留学の翌日にルノワールの作品を美術館で見て衝撃を受けた逸話やルノワールと会った時期について従来の説を訂正し、これらはフランスに来てしばらくたってからであったと発表し話題となった。