牛星麗早年曾在華北大學(xué)美術(shù)科學(xué)習(xí)西畫，后拜師著名畫家許麟廬先生習(xí)國(guó)畫。三峽水電站修建前，曾去三峽沿線寫生，畫了幾十張速寫。

幾十年來(lái)，牛星麗從沒(méi)放下過(guò)畫筆，即使文革中在“牛棚”里，他仍利用寫檢查的時(shí)間畫了200 多幅工筆臉譜。他每次外出拍戲都帶著速寫本，一次在太行山區(qū)進(jìn)行《老井》的外影拍攝，他一連畫了7 大本。孜孜不倦的追求、深厚的藝術(shù)功底，使牛星麗的畫博得許麟廬、叢鴻伯等藝術(shù)大師的高度贊揚(yáng)并于1992 年在京舉辦了個(gè)人畫展。

1952年進(jìn)入北京人藝，同時(shí)參與電影演出。

1989年憑借在電視連續(xù)劇《末代皇帝》中因飾演張謙和一角，獲得第9屆中國(guó)電視劇飛天獎(jiǎng)最佳男配角獎(jiǎng)。

牛星麗的配偶是老演員金雅琴，曾主演電影《我們倆》。

金雅琴和牛星麗從20世紀(jì)50年代初相識(shí)，在一起風(fēng)風(fēng)雨雨度過(guò)50多年，可兩人在性格、愛(ài)好方面有很大不同。金雅琴是東北人，性格開(kāi)朗，喜歡熱鬧，而牛星麗為人沉穩(wěn)、內(nèi)斂、好靜。平時(shí)兩人在家，牛星麗總愛(ài)把自己關(guān)在屋子里畫畫、寫字，半天不說(shuō)一句話。金雅琴見(jiàn)老伴光顧忙自己的事情，便天天到公園去和一幫老姐妹唱歌、跳舞、打太極拳。鬧非典時(shí)，老伴和女兒都不讓金雅琴出門，但金雅琴趁他們不注意，就出門坐公交車奔公園去了。

金雅琴晚年眼睛由于黃斑變異加重，視力迅速下降，視野慢慢變窄，視線越來(lái)越模糊，雙眼看不清一米以外的物體。黃斑變異，這是在全世界范圍內(nèi)的不治之癥，得到這個(gè)消息，她心情很不好，經(jīng)常亂發(fā)脾氣。為了讓金雅琴的心情平靜下來(lái)，牛星麗就耐心地教她寫字。牛星麗先讓她用毛筆蘸清水在報(bào)紙上練習(xí)，他在旁邊耐心指導(dǎo)，并給她下了明確的規(guī)定，每天必須堅(jiān)持練字兩小時(shí)。有時(shí)金雅琴練字累得腰酸胳膊疼，牛星麗會(huì)為她揉一揉，幫她活絡(luò)活絡(luò)筋骨；她如果口干舌燥了，牛星麗會(huì)很合時(shí)宜地端杯熱茶或牛奶。

牛星麗的愛(ài)好不但廣泛，而且益“精”益“�！�， 玩什么都要玩出名堂來(lái)，他的這些“玩法”又無(wú)不與身體健康緊密相連。

牛星麗早年曾在華北大學(xué)美術(shù)科學(xué)西畫，后拜著名畫家許麟廬先生為師習(xí)國(guó)畫。他獨(dú)辟蹊徑，把國(guó)畫的筆法與西畫的技法融為一體，形成別具一格的畫風(fēng)。牛星麗說(shuō)，表面看來(lái)繪畫與健康沒(méi)多大關(guān)系，其實(shí)不然，繪畫可以使人寧神靜氣，修身養(yǎng)性，可使萬(wàn)般情緒凝注筆端，或收、或放，隨心所欲，達(dá)到心曠神怡的境地。

牛星麗的書房與眾不同，除了書、紙、筆、硯，他還養(yǎng)了花、鳥(niǎo)、小烏龜、熱帶魚(yú)……在山石盆景的點(diǎn)綴下透出幾許田園風(fēng)光的韻味。在這里，冬天也可聽(tīng)到蟈蟈的鳴叫，他用松香、朱砂、紅粉調(diào)理之后，小小鳴蟲(chóng)便可以模仿青蛙、鴨子的叫聲，音律柔和、聲聲悅耳。過(guò)冬的蟈蟈要放在葫蘆里，牛星麗珍藏了幾十種葫蘆，其造型或圓或扁或心形膽形，上面有高山河流、花鳥(niǎo)魚(yú)蟲(chóng)、戲曲人物等凸出的圖案，據(jù)說(shuō)這是葫蘆小時(shí)用特制的木模夾制而成的，其上乘之品十之只有一二。 書房是牛星麗的小世界，給他營(yíng)造了和諧、優(yōu)雅的氛圍。

說(shuō)起體育鍛煉牛星麗興致極高，他愛(ài)好爬山、游泳、打球，而玩得最精的就是太極拳�；蛟S這也算科班出身，60 年代牛星麗師從著名表演藝術(shù)家藍(lán)天野，學(xué)習(xí)傳統(tǒng)楊氏太極拳八十八式，其特點(diǎn)是以腰帶腿，走腰為主，動(dòng)作益輕、益靜，柔中有剛。這套拳路牛星麗已堅(jiān)持練了30 余年。

牛星麗晚年患有帕金森癥，2009年12月31日21時(shí)許，因心臟驟停去世，享年81歲。

牛星麗長(zhǎng)期的舞臺(tái)實(shí)踐和眾多配角形象的塑造為其積累了豐厚的舞臺(tái)經(jīng)驗(yàn)。