大学在学中の1968年にメキシコオリンピックに出場した。1970年、大学卒業後に河合楽器に入社。社会人となってからもミュンヘンオリンピック(1972年)とモントリオールオリンピック(1976年)に出場、男子種目別の鉄棒で2大会連続で金メダルを獲得。1970年に跳馬で「ツカハラ跳び」、1972年に鉄棒で「月面宙返り(ムーンサルト)」の新技を開発した。月面宙返りの開発に当たってはトランポリンのハーフ・イン・ハーフという技を見て、「これを鉄棒に使えないだろうか」と思ったことから深夜、人がいなくなった練習場で数ヶ月かけて1人練習を重ねて技を完成させたことを後に語っている[2]。妻は元メキシコオリンピック女子体操日本代表の塚原千恵子(旧姓:小田)、長男は同じく体操選手の塚原直也の体操一家。長男は2004年のアテネオリンピック体操男子団体メンバーとして金メダルを獲得しており、日本五輪史上初の父子金メダリストとなった。「朝日生命体操クラブ」を運営する「塚原体操センター」を設立した。2009年秋の褒章で紫綬褒章を受章[3]。2004年に受章した息子・直也と共に親子での紫綬褒章受章者となった。2012年にはロンドンオリンピック日本選手団の総監督を務めた。自由民主党の公認を得て比例代表候補として出馬するも、26位で落選した。2014年には講道館評議員に就任した[4]。