早年学艺

袁世海八岁拜许德义为师练功学艺，又向吴彦衡学习老生。一九二七年入富连成科班学戏，艺名袁盛钟。初学老生，后随叶福海、裘桂仙和王连平、孙盛文（袁世海的师兄）学花脸，始易今名。在八年科班学艺期间，勤学苦练，潜心学习前辈及名流的表演艺术，技艺超群，学业突出。

由于他聪颖好学，很快就学会了《失街亭》的马谡，《群英会》的黄盖、曹操，以及《法门寺》的刘瑾等角色，演出效果极好。

一九三四年袁世海出科后，先搭尚小云先生的重庆社演戏，在尚主演的《九曲黄河阵》《玉虎坠》中扮饰配角，巡演于北京、上海、武汉、长沙等地。

一九三七年与李盛藻合作，先后排演了《青梅煮酒论英雄》《胭粉计》《三顾茅庐》《马跳檀溪》《除三害》等等诸多生净合作剧目。

拜师郝寿臣

袁世海为得到深造，一九四○年拜郝寿臣为师，技艺更见精益，成为郝派艺术的主要继承人。在此后的十几年演艺生涯中，曾与梅兰芳、程砚秋、尚小云、荀慧生、徐碧云、马连良、谭富英、高庆奎、周信芳、盖叫天、奚啸伯、李世芳、张君秋、毛世来、宋德珠、新艳秋、李万春、李少春等合作演出剧目三百余出。在同各流派艺术家合作演出中，吸取各家精华，博采众家之长，极大地丰富了自己的表演艺术。在舞台上，成功地塑造了各种性格的人物形象，尤其他主演的十余出扮演曹操的剧目赢得了观众广泛的喜爱，形成了袁派表演艺术的风格体系。

先后搭李世芳的承华社和马连良的扶风社，与李世芳、马连良、李盛藻合作多年。

他与李世芳合演的《霸王别姬》，与李盛藻合演的《青梅煮酒论英雄》，与马连良合演的《四进士》，成一时名剧。

建理“起社”

新中国建立后，曾与李少春共建“起社”(剧团)。

一九五○年春，同李少春、叶盛章等人率先将私人班社改制为以集体所有制为基础的新中国实验京剧团。排演了新编历史剧《将相和》《野猪林》《云罗山》《血泪仇》《夜奔梁山》《虎符救赵》等具有新时代气息的大型剧目。

一九五一年，新中国实验京剧团集体加入到中国戏曲研究院附属实验京剧团，一九五五年更名为中国京剧院，袁世海先生先后担任一团、三团的主要演员、副团长和副院长。与李少春合作演出了《响马传》《灞桥挑袍》《战渭南》《赠绨袍》《满江红》等及现代剧《白毛女》《林海雪原》《社长的女儿》《柯山红日》等。同时还创排了以架子花脸为主的《黑旋风李逵》《九江口》《李逵探母》《西门豹》等大型剧目；一九六四年积极参加排演《红灯记》，饰演鸠山获得好评。参加拍摄过戏曲艺术影片《群英会·借东风》《野猪林》以及现代戏影片《红灯记》《平原作战》和古装电视剧《侠女除暴》。

此后，袁世海除整理演出了《盗御马》《论英雄》等传统戏外；与李少春合作排演了《将相和》《野猪林》《响马传》，与李和曾合作排演了《赠绨袍》《除三害》，与李金泉合作排演了《李逵探母》，以及由他主演的《黑旋风》《桃花村》《九江口》等戏，都是久演不衰，轰动剧坛的保留剧目。