蛇丸自小父母双亡，而且他父母的死与木叶脱不了干系，自来也的原话是：“大蛇丸在双亲被害后开始变得奇怪，执迷于禁术，是想要再见双亲一面，还是想对将双亲逼入死境的木叶复仇呢？”
不过大蛇丸并没有表现出对木叶的仇恨，在父母的墓碑前，他捡到了一条白色的蛇皮，而他的师傅猿飞日斩告诉他：“白蛇象征着幸运与再生，说不定你的父母已经在什么地方转世了。”三代出于安慰的话语引发了大蛇丸更多的思考，既然蛇能蜕皮，那么人能否再生呢？大概从那时起，大蛇丸就开始了对生命的探索。
其实在火影里，“再生”并非不可能，比如轮回天生之术，但在这个强调血统的世界里，大蛇丸没有继承任何血继界限，他所能依靠的也只有科学了。
小时候的大蛇丸是个天赋出众的少年，他与自来也、纲手同为三代火影的学生，当自来也还是吊车尾的时候，他就学会了三代发明的A级忍术，手里剑影分身之术。而剧中所有关于大蛇丸小时候的片段里，都没有出现后来常用的蛇系忍术，可以推断大蛇丸并不是天生蛇属，他的蛇系忍术应该是去龙地洞签约后才得到的。
在第二次忍界大战中，他开始使用潜影蛇手，与自来也、纲手一同和山椒鱼半藏作战，并被对方封为“木叶三忍”。而第三次忍界大战中，他已经能够通灵出龙地洞的万蛇，此时自来也和纲手也能通灵妙木山的蛤蟆和湿骨林的蛞蝓，战场上压倒性的强大令“木叶三忍”的名号成为传说。
不过战争期间，大蛇丸目睹了太多同伴在自己眼前死去，他并没有像自来也、纲手那样通过悲伤释放情感，而是将这些归于生命的脆弱，“人真是容易破碎的东西”，被手里剑戳一下、被起爆符炸一下，人就会死去，有没有办法让生命更加顽强，甚至达到永恒？抱着这样的想法，大蛇丸终于开始涉足科学。
大蛇丸进行的是同物种的生物研究，简称人体实验，因此过程必定是惨无人道的。三战结束后的追悼会上，大蛇丸与鼬有过这样一段对话，大蛇丸：“为死者哀叹没有任何意义，如果说死亡有意义，那只存在于它可以利用的时候。”鼬追问：“那生命的意义是什么？”大蛇丸：“也没有意义，如果有，那只存在于生命永恒的时候。”细细品味这两句话，就能窥探出大蛇丸的价值观：生命没有意义，因为最终都会迎来死亡，但如果某些人的死能够为人类永生的研究提供价值，那么这些人的死也算有意义。
可能是战场上的草菅人命让大蛇丸对生命太过轻视，理性过头就是背德。
起初大蛇丸还是在木叶的授权下，用志愿者的身体进行柱间细胞移植的试验，但由于结果全部失败，造成了大量牺牲，三代火影下令废止了这项研究。不过大蛇丸和团藏并没有死心，他们四处收集试验材料，不惜绑架婴儿，最终还是一无所获，当大蛇丸已经放弃，准备开始新的研究时，最后一个实验体竟然成功了，不过团藏没有告诉大蛇丸，而是私藏这个小孩，正是后来的木遁忍者大和。
之后，大蛇丸的研究有了两项新的进展，一项是咒印，一项是秽土转生之术。咒印是大蛇丸从重吾身上发现的，通过移植咒印的力量，可以让人的肉体活性化，发挥出巨大的力量，并提高再生能力，这虽然不能让生命永恒，却可以让它不那么脆弱。但咒印移植的成功率很低，尤其是天之咒印，只有他在木叶时的徒弟红豆，以及佐助两人移植成功。而秽土转生是他偷学的禁术，在木叶封存的禁术馆里，大蛇丸发现了一屋子令他痴迷的禁术，包括威力强大的八岐之术，以及能让死者复生的秽土转生。大蛇丸欣喜若狂的同时，也不禁感叹：“想要学会所有的忍术，必须投入漫长的时间，但肉体的寿命实在太短暂了，死了的话便会失去一切。”于是，在学习秽土转生的同时，大蛇丸加快了对永生的探索。
论是秽土转生还是其他试验，都需要大量素材，虽然有团藏的暗中支持，但在村里的下忍、中忍甚至上忍都接连失踪时，大蛇丸偷学禁术、进行人体实验的事实终于败露，三代火影亲自带队，突袭了大蛇丸的实验室。看到自己的徒弟犯下大罪，三代不忍心出手，放走了他，大蛇丸仓惶逃离木叶，开始了叛忍生涯。
可能对于大蛇丸这种科学狂人来说，离开村子，不受约束，于人于己都更好，只是一个人的力量还不足够，他需要帮手，于是，大蛇丸找到了一名重要的部下，正是药师兜。
其实早在忍界大战期间，大蛇丸就见过兜，那时他已是木叶的三忍，兜还是孤儿院的一名孤儿，大蛇丸称赞了他的医疗忍术，并认为他能成为优秀的忍者，但兜只想为孤儿院出力，只想报答收养他的院长。可是后来在团藏的安排下，兜被兜被迫加入了根组织，并长期潜伏在各国进行间谍活动。多年后，由于兜知道了太多情报，团藏设计灭口，结果兜误杀了当年的孤儿院长，这就是另一个故事了。
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