東北福祉大学から1991年ドラフト1位で大洋ホエールズへ入団。先発投手として1998年の日本一に大きく貢献。
2006年、MLBロサンゼルス・ドジャースに入団、クローザーとして活躍した。
2009年からボストン・レッドソックス、アトランタ・ブレーブス、ミルウォーキー・ブリュワーズ、アリゾナ・ダイヤモンドバックスでは投手陣の柱として、チームに貢献した。
2013年、出身地の東北楽天ゴールデンイーグルスと契約。
チーム初の日本一に大きく貢献し、2015年シーズン終了後に引退。
引退後は、2016年よりフロント業務の勉強の為、サンディエゴ・パドレス編成部門へ1年間インターンシップ生として参加。
2017年には、球団本部・環太平洋顧問を務め、MLB中継解説や野球普及にも尽力した。
その後、2020年に東京ヤクルトスワローズの一軍投手コーチ就任し、2021年末には横浜DeNAベイスターズの一軍チーフ投手コーチに就任。
2023年、横浜DeNAベイスターズの本部長付アドバイザーに就任、2025年で退任。
MLBおよびNPB中継で野球解説を務め、野球教室、講演会やイベント出演などにも積極的に参加し野球普及に努める。

NHK「MLB中継解説」
NHK「サンデースポーツ」マンスリーキャスター(2015)
スポニチ 定期コラム「MLBリポート」
朝日新聞 定期コラム「斎藤隆の野球見聞録」
NTT東日本webサイト連載「日経BP総研 中小企業経営研究所presents 経営力向上ラボ」(2017-)
日本経済新聞「人間発見」(2018)