早年經歷
健三和哥哥勝太郎1996年8月24日、白井健三出生於神奈川縣橫濱市。
父親是體操教練（與內村航平的父親是日本體育大學的同學），兄弟2人都是體操選手（兄：白井勝太郎），自已從3歲開始學習體操。
國小3年級時，白井健三開始認真學習體操技術。
運動生涯
白井牌滾筒洗衣機2011年，橫濱市立寺尾中學3年級時，白井健三參加全日本體操錦標賽個人項目，於自由體操獲得第2名。
（註：日媒公布2011年白井的訓練視頻，視頻中展現了幾近完美的四周半翻鏇絕技。 ）
2012年，白井健三進入神奈川縣立岸根高等學校。當年，他參加中國福建省莆田市舉行第5回亞洲競技體操錦標賽，於自由體操獲得金牌。
2013年10月，白井健三於2013年世界競技體操錦標賽中自由體操演出新技巧“後空翻四轉體” ，跳馬成功演出新技巧“尤爾辛科伸身三轉體”，國際體操聯盟以白井健三加以命名。10月5日，白井健三獲得世界競技體操錦標賽自由體操金牌。（註：跳馬與韓國選手共同命名）
2017年10月，2017年世界體操錦標賽男子全能比賽，白井健三以86.431分獲得季軍。
2017年10月8日，在2017年世界體操錦標賽男子自由體操決賽中，白井健三以15.633分，第三次拿到世錦賽該項目冠軍。
新星和一哥2013年體操世錦賽比賽中除了日本隊領軍人物內村航平一如既往地高水平發揮之外，最讓人們瞠目的是17歲新星白井健三。
他在自由操比賽中的一連串轉體引來觀眾驚呼連連，而最後的結束動作更是前所未見的轉體1440度並成功站住，4周鏇轉以及連續的轉體是白井的招牌動作，他在自由體操項目上的動作難度是最大的。這一套令人眼花繚亂的轉體被冬粉們愛稱為“滾筒洗衣機”，而現場的完美發揮也實現了他在男子自由體操項目上奪冠的目標。自由體操本是中國的優勢項目，奧運會冠軍鄒凱這次並沒有參賽，但這樣的難度就連坐鎮北京演播室的鄒凱看後都自愧不如，連呼“都看不懂了”，“我去比也只能爭第二第三了。”
個人生活
訓練中的白井選手專業競技運動員的生活通常以訓練為中心，而較普通人更為單調枯燥。
白井在世錦賽自由體操項目中奪冠後，作為未成年人的私生活也受到了日媒無孔不入的關注。
《周刊女性》雜誌報導稱，白井健三和同樣是17歲的女子體操選手村上茉愛已經交往五年。
雜誌引用一位體操界相關人士的爆料：“17歲的白井健三交往對象也是體操界的新星，是非常有實力的選手村上茉愛，這讓周圍的人都很吃驚。他們戀愛雙方的教練也知道，大概就覺得他們就是青梅竹馬的好友吧。
據悉，男子體操選手每天訓練從八點開始九小時，女子選手從六點開始七小時，而且他們又是高中生，恐怕沒有太多時間約會。
13年1月8日，村上茉愛曾在推特公開他們的戀情，還貼出大頭貼，她在推特寫道：“我們兩個人要永遠在一起！在一起五年才第二次一起拍大頭貼，不過很開心！下次見面是什麼時候呢？好期待！”
按上述情況推斷，白井可能在12歲的年齡就開始戀愛，與同為體操選手的姑娘相交往，而繁忙的運動讓兩人聚少離多，所幸這份羈絆沒有因此而終結。
白井與村上選手的戀愛5年紀念大頭貼
白井&村上生涯數據
| 比賽日期 | 比賽時間 | 比賽項目 | 比賽名稱 | 比賽地點 |
| 2016-08-06 | 21:30:00 | 體操 | 男子 自由體操 資格賽第1場 | 里約奧運體育場 |
| 2016-08-06 | 21:30:00 | 體操 | 男子跳馬 資格賽第1場 | 里約奧運體育場 |
| 2016-08-06 | 21:30:00 | 體操 | 男子雙槓 資格賽第1場 | 里約奧運體育場 |
| 2016-08-06 | 21:30:00 | 體操 | 男子單槓 資格賽第1場 | 里約奧運體育場 |
| 2016-08-06 | 21:30:00 | 體操 | 男子吊環 資格賽第1場 | 里約奧運體育場 |
| 2016-08-06 | 21:30:00 | 體操 | 男子鞍馬 資格賽第1場 | 里約奧運體育場 |
| 2016-08-06 | 21:30:00 | 體操 | 男子全能 資格賽第1場 | 里約奧運體育場 |
| 2016-08-06 | 21:30:00 | 體操 | 男子團體 資格賽第1場 | 里約奧運體育場 |
| 2016-08-06 | 21:30:00 | 體操 | 男子團體 資格賽第1場 | 里約奧運體育場 |
| 2016-08-06 | 21:30:00 | 體操 | 男子團體 資格賽第1場 | 里約奧運體育場 |
| 2016-08-06 | 21:30:00 | 體操 | 男子團體 資格賽第1場 | 里約奧運體育場 |
| 2016-08-06 | 21:30:00 | 體操 | 男子團體 資格賽第1場 | 里約奧運體育場 |
| 2016-08-09 | 03:00:00 | 體操 | 男子團體 決賽 | 里約奧運體育場 |
| 2016-08-09 | 03:00:00 | 體操 | 男子團體 決賽 | 里約奧運體育場 |
| 2016-08-09 | 03:00:00 | 體操 | 男子團體 決賽 | 里約奧運體育場 |
| 2016-08-09 | 03:00:00 | 體操 | 男子團體 決賽 | 里約奧運體育場 |
| 2016-08-09 | 03:00:00 | 體操 | 男子團體 決賽 | 里約奧運體育場 |
社會評價
2014年索契奧運會後，有日媒將白井與在奧運會上奪冠而大熱的花滑選手羽生結弦聯繫在一起。不僅因為兩人都是年輕的未成年（滿20周歲）10代選手，也不僅因為兩人都正在成長為各自領域中的領軍人物，媒體的關注點聚焦於兩人共同的特點：【模仿力】與【獨創性】。
體操選手白井建三與花樣滑冰選手羽生結弦。
兩人都是 在十幾歲的年紀就登上了世界的頂點，我們通過對其父母和練習環境的採訪調查，兩人的共通點浮現出來，那就是 優秀的模仿能力。
所謂模仿力，在日語中雖然是有點貶義的存在，但是對於羽生和白井來說是完全肯定的用法。
白井從小看一眼別人的舞蹈動作就能記住，並可以將此消化為自己的動作。翻鏇技能亦是如此，觀察比他年長者的翻鏇，很快就能模仿出來，並化為自己的技能。（白井は子どもの頃から、人のダンスの振り付けなどを見てすぐに覚え、自分の動きに取り込むことができた。ひねり技もしかり。年上の子どもたちがひねっているのを見て、すぐに真似して、自分の技にしてしまうのだった。）
……（此處省略羽生的“模仿力部分”）
因為有著勃發的進取之心，所以從世界各國的一流選手身上汲取長處。因為具備一流的模仿技能，所以才能掌握絕技。（世界各國の一流選手の長所を取り入れようとする姿勢は、本當に貪慾だったのだ。一流を真似ることから、技の習得はスタートする。）
模仿之後，能否找到屬於自己的獨創性是登上世界頂點的關鍵。
