日本大学藝術学部映画学科中退。 大衆演劇の「梅沢武生劇団」に一時、籍を置いた後、劇団JOE Companyを結成し、ほぼ全ての公演で脚本・演出・出演を務める。 その後、劇団活動を約10年間休止させた後、プロデュースユニットとして再出発させる。ひとり芝居や、三遊亭円窓に落語を学び高座に上がるなどの経験も持つ。実父である石ノ森章太郎原作の作品は百単位で数多く映像化されているが、シリーズものも含めて、小野寺が出演している作品は5作品である。近年、ドラマや映画、Vシネマなど活動の場を広げ、また舞台での活躍も増え、浜木綿子、藤田まこと、左とん平らに師事し、東宝や松竹製作の前述した役者の座長公演にもたびたび出演している。1999年、タレントの白石さおりと結婚。二児の父。長男は「小野寺永遠」、次男は「星流」の芸名で子役やモデルとして活動している。 2012年2月、『サイボーグ009』の完結編となる小説『2012 009 conclusion GOD'S WAR』を脱稿し、同年9月25日に「I」（以前2006年に一度角川書店より発行し、今回改訂版を発行）、「II」を角川文庫より発行し、10月25日に「III」を発行。
