鬼杀队剑士，有着一头深红发与红色眼睛的“赫灼之子”，左额处有伤疤，佩戴有代代相传的日轮耳饰。
有着如同石头般坚硬的额头，能让被撞击的人失去知觉。
另外，炭治郎还有着不输犬类的灵敏“嗅觉”，可以从摔碎的盘子上闻出碰过盘子的猫的味道，甚至能够感应到味道来源的位置，并凭借这一能力轻易找到了鬼杀队多年来都无法找到的鬼舞辻无惨。经过训练后，连极其细微的“隙之线”都能成功感应。
炭治郎的斑纹位于左额头，呈火焰型。炭治郎在吉原花街一战中觉醒了斑纹，是这一代灭鬼者当中最先觉醒斑纹的成员，亦是鬼杀队历史上第一个非柱阶级的斑纹觉醒者。
斑纹开启后，能大幅度提高身体素质。据记载，凡出现斑纹者，将会如同共鸣般让周围的人也得到斑纹。
开启斑纹时，需要体温达到39度，并且心跳频率在200次以上，因此会给身体造成极大负担。据上弦之壹·黑死牟所言，开启斑纹者活不过25岁,但岩柱早已开启斑纹，目前已27岁，战死。
灶门炭治郎是卖炭家族灶门家族中的一员，也是家中的长男。家人有母亲葵枝，三位弟弟竹雄、茂、六太，还有两位妹妹祢豆子、花子。由于父亲灶门炭十郎早逝，因此一直靠着卖炭来维持家里的生计。
在某次卖完炭的回家途中，炭治郎被住在山脚的三郎爷爷以“夜晚会有鬼”为理由要求在他家寄住了一晚，因而躲过了被鬼屠杀的命运。回到家中时，炭治郎却震惊地发现，母亲、弟妹皆惨遭鬼杀害，仅长妹灶门祢豆子还有体温。
但在带着妹妹下山寻找医生时，祢豆子忽然变成了鬼，袭击了炭治郎。在炭治郎的努力呼唤下，妹妹恢复了意识，但闻声赶来的鬼杀队成员水柱·富冈义勇却意图斩杀祢豆子。
随后，炭治郎苦苦哀求义勇放过妹妹，并保证自己会去寻找将祢豆子变为人类的方法。但是，义勇对炭治郎放弃思考而只顾求情的行为作出了严厉的斥责。
之后，在义勇准备处决祢豆子时，炭治郎在情急之中想出了方法险些将其打倒，但还是被义勇躲过。随后，义勇便亲眼目睹了祢豆子即便变成了鬼但仍保持理智保护着炭治郎这一令人吃惊的举动。最终，回忆起了自己的家人也是被鬼杀害的义勇，在思考片刻过后决定放过了祢豆子。
同时，在炭治郎醒后，义勇遗憾地向其表示：若自己能早到半日，也许就能阻止这场悲剧的发生了。接着，义勇便指引兄妹二人前去寻找一个名字叫做鳞泷左近次的男人。
之后，炭治郎带着祢豆子前往了狭雾山，却在半路上的一间佛堂中遇到了鬼。尽管兄妹二人拼尽全力将鬼的身体踢下了悬崖以将其摧毁，但鬼的头部依然活着。在炭治郎拿着短刀试图给予对方最后一击时，一名带着天狗面具的神秘老人突然出现，并告知炭治郎这么做是杀不掉鬼的。
然而，当炭治郎试图向其询问该如何解决鬼时，老人却始终要求炭治郎独自思考。于是乎，炭治郎因为不想让鬼死得太过痛苦，便一直思考着能够一击将其解决的方法，然而直到日出之后，鬼的头部被太阳光净化殆尽了都没能想出方法……
天亮后，老人向炭治郎表明自己就是鳞泷左近次。在埋葬了死者之后，鳞泷转身质问炭治郎：“如果你的妹妹变成了食人恶鬼，你会怎么做？”。
听到这个问题的炭治郎一下子没有反应过来，随即便被鳞泷扇了一耳光。鳞泷向炭治郎指出，如果祢豆子吃了人，那炭治郎就必须亲自手刃掉妹妹，然后再切腹自尽来负责。同时，鳞泷也看出炭治郎过于温柔，所以即便面对鬼都下不了狠心，因而判定炭治郎不适合猎鬼。不过最终，鳞泷还是决定收炭治郎为徒，并领着炭治郎和祢豆子前往了狭雾山。
到达狭雾山后，祢豆子开始不停地睡觉。在拜鳞泷为师之后，炭治郎习得了水之呼吸剑技，并在刻苦修炼中不断地提升着自己的实力。因为鬼杀队的入队最终选拔即将开始，鳞泷师傅因而决定给炭治郎安排一个难题...
一年半后的一天，鳞泷师傅带着炭治郎来到了山上的一块巨石之前，并向炭治郎下达了任务：只要他能在不损坏日轮刀的条件下斩断巨石，就同意他去参加最终选拔。但在这之后，炭治郎不断地尝试去斩断巨石却都没有成功。就在炭治郎苦恼不已的时候，一名戴着狐狸面具的少年出现了。狐面少年直接指出，炭治郎不过仅仅是记住了师傅教导的知识，却根本没有真正掌握了剑技，随后主动向炭治郎发起了挑战。
在对决中，对方展现了惊人的实力，仅是拿着木剑就轻易战胜了使用真刀的炭治郎。炭治郎在从昏迷中醒来后，发觉自己闻不到对方的味道了。与此同时，另一名一名带着狐狸面具的少女出现在炭治郎面前，并向炭治郎表明，自己的名字是真菰，而之前打倒炭治郎的少年叫锖兔。炭治郎从真菰口中得知，她和锖兔都是鳞泷先生的弟子，是自己的师兄师姐。之后，炭治郎接受了真菰的提议，白天和锖兔进行实战训练，晚上则在真菰的指导下训练呼吸法。就这样，炭治郎在二人的指导下，又度过了半年时间。
半年后，炭治郎和锖兔互相拿着真刀，开始了最后的比试。双方同时拔刀挥向了对方，但战斗在一瞬间就结束了，炭治郎一击斩断了锖兔的面具。最终，锖兔和真菰在对炭治郎微笑之后便消失了。当炭治郎回过神来时，发现自己本该斩断的锖兔的面具消失了，出现在自己眼前的反而是已经裂成两半的巨石。
之后，鳞泷师傅前来查看了炭治郎的状况。在看到炭治郎斩断巨石后，师傅兑现了自己的承诺，同意炭治郎前去参加最终选拔。在吃晚饭时，师傅向炭治郎表示，自己其实一开始是不想让炭治郎去参加最终选拔的，因为他不想再看到有孩子因为自己过去的“疏忽”而白白丧命。但师傅在看到炭治郎通过自身努力成功斩断了巨石之后，认可了炭治郎的成长，肯定他已经有了参加最终选拔的资格。吃完饭后，师傅赠给了炭治郎一个消灾狐面，以保佑其平安。
在出发之前，炭治郎从鳞泷师傅口中得知，杀死了自己的家人并将妹妹变为了鬼的仇人，就是最初的鬼——鬼舞辻无惨！
不久后，炭治郎前往藤袭山参加了进入鬼杀队的“最终选拔”——在囚禁着鬼的藤袭山待上7日并生还。
在此期间，炭治郎遭遇了与47年前与鳞泷师傅交战、在战败后被封印在了藤袭山，因憎恨而不断在最终选拔试炼场中搜寻戴着狐狸面具的鳞泷弟子并加以杀害的手鬼，并与之交手。在和手鬼的交战中，炭治郎得知了包括锖兔、真菰在内的十三名鳞泷弟子都是被手鬼所杀，因而愤怒地向其发起攻击，却因为情绪失控导致呼吸紊乱而被手鬼打昏。在险些被杀时，炭治郎被弟弟茂的灵魂唤醒，随后恢复了冷静并以磨练过的剑技将手鬼斩杀。在感受到手鬼的悲伤后，炭治郎抓住了手鬼的手，并祈祷如果有来世，希望手鬼转世后不要再成为恶鬼。最终炭治郎顺利地活过7日，并和我妻善逸、嘴平伊之助、栗花落香奈乎、不死川玄弥四人成为了仅有的五名突破了最终选拔，达到合格的同期生之一。
在选拔结束后，炭治郎从产屋敷家族的两名主考官手中得到了传令用的鎹鸦。同时，由于同期的不死川玄弥粗暴地对待产屋敷家族的考官，炭治郎便直接出手制止，钳制住了他的手，但却仅仅是稍微一用力就折断了他的手臂，也因此与之交恶。
返回狭雾山后，炭治郎和醒来的妹妹会合，同时从师傅口中得知祢豆子已经变得能通过睡觉来补充体力以克服吃人的欲望。之后，炭治郎从锻刀人钢铁冢萤处得到了自己的第一把日轮刀，但鳞泷师傅却表示从没见过变色会变得这么黑的日轮刀。
顺利加入鬼杀队后，炭治郎和祢豆子一同前往西北方的镇子上解决“少女失踪”事件，并发现了整起事件的幕后黑手——沼鬼。虽然炭治郎最终斩杀了沼鬼，但并未从其的口中得知有关无惨的消息。
在浅草执行任务期间，炭治郎通过气味追踪到了化名为月彦的无惨本人，但无惨随即便为了摆脱炭治郎而将无辜的路人变成了鬼，引发了骚乱。在无惨趁乱离开之前，炭治郎转身对无惨喊出了“我绝对不会放过你！我会一直追着你，直到地狱的尽头！”，因而令无惨惊恐地回忆起了过去被日之呼吸剑士继国缘一逼入绝境的恐怖场景，而炭治郎正佩戴着和继国缘一一样的耳饰。
在危机关头，炭治郎得到了与无惨为敌的鬼珠世和愈史郎的帮助。因为炭治郎称鬼为人的举动打动了珠世，于是珠世便要求愈史郎将灶门兄妹请到了他们的隐居处。
随即炭治郎便询问珠世，是否有将鬼变回人类的方法。但是在交谈中，炭治郎等人却遭到了无惨派来的、自称鬼舞辻直系部下十二鬼月的矢琶羽和朱纱丸的袭击。之后炭治郎将矢琶羽斩杀，朱纱丸则因珠世的血鬼术说出禁忌而被无惨的诅咒杀死。
最终，炭治郎被珠世拜托收集鬼的血液，以研究让鬼变回人的方法。
