早稲田大学商学部卒業。東京音楽大学指揮科研究生修了、東京芸術大学指揮科卒業。

これまでに指揮法を遠藤雅古、神宮章、武藤英明、佐藤功太郎、ジェームズ・ロックハート、広上淳一、三石精一の各氏に、ピアノを岩津章子、秦はるひ、藤田雅の諸氏に師事。
1999年には芸大在学中に日本フィルハーモニー交響楽団にて巨匠エリック・ハイドシェック氏とマルセル・デラノワ作曲「5月の協奏曲」を協演・指揮（日本初演）。ソリストであるハイドシェック氏は、田部井の読譜能力の高さ、また叙情的でリズムに溢れた演奏に対し、「ヤング・トスカニーニ」と讃えた。

2002年には「モーツァルト名曲コンサート」にて再びハイドシェック氏と共演、新日本フィルハーモニー交響楽団を指揮。青柳いづみこ著「ピアニストがみたピアニスト」＜Pianistes vus par pianiste>（白水社刊）では、そこでの協奏曲における絶妙な指揮ぶりについて著述されている。

2003年には室内合奏団「カメラータ・ジオン」（Camerata Jion)を結成し、ヴァイオリニスト川畠成道、チェリスト青木十良の諸氏と共演するなど積極的な活動をしている。

2005年にはハイドシェック夫妻との国内ツアーを成功させ話題を呼んだ。そのライヴ録音が仏アンテグラル社(Integral Classics　France INT 221.156)よりリリースされている。

また、漆原啓子、宮田大、林峰男、上村昇、永井和子、佐々木典子、カテリーナショット、宗次郎、クミコ、岡本知高、故江戸家猫八、谷川俊太郎などジャンルを問わず内外の様々なアーティストと共演し、高い信頼が寄せられてい る。

このほか群馬交響楽団、東京フィルハーモニー交響楽団、東京シティフィルハーモニック管弦楽団、ニューフィルハーモニーオーケストラ千葉、東京佼成ウィンドオーケストラ、ザ・シンフォニーホールチェンバーアンサンブル等を指揮。

2006年にはチェコの名門、ターリヒ室内管を指揮し、モーツァルトの交響曲をレコーディング、そのCDがキングインターナショナルよりリリースされている(STUDIO FLORA B-2704)。

2010年には日本フィルハーモニー交響楽団にて文化庁主催公演（計９公演）を指揮した。

2012年より桐蔭学園「第九の会」指揮者を務める。

2013年には伝説のチェリストと謳われる、クリスティーヌ・ワレフスカ女史とドボルジャークのチェロ協奏曲を共演、氏より「偉大な才能」と高く評価された。

2018年にはハイドシェック来日50周年記念ツアーを指揮し、その公演は「音楽の友」誌上等で絶賛される。

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また、ピアニストとしても非凡な能力を発揮し、ウィーンフィル主席チェロ奏者フリッツ・ドレシャル(Fritz Dolezal)、勝部太、寺谷千枝子、平松英子諸氏等と共演している。

2009年には白土文雄（チューリッヒ・トーンハレ元首席コントラバス奏者）のレコーディングにチェンバロ奏者として参加、Harmony社より「モノローグ」がリリースされた(HCC 2049)。

2012年にはドビュッシー生誕150周年に際し、浜離宮朝日ホールにて行われた、文学キャバレ「黒猫」とその仲間たち、また、カワイコンサートサロン「パウゼ」にて行われたドビュッシーフェスティバル2012に出演、青柳いづみこ氏と連弾曲を演奏、好評を博した。

2013年には再び白土文雄とのデュオアルバム“Basso d’Amore” をOpus 55よりリリースし、稀有な室内楽奏者としての高い評価がなされている（OPFF- 10019)。

2020年にはカプレ編によるピアノ2台6手版ドビュッシーの「海」のCDをottava 社よりリリース、レコード芸術誌特選盤となり、NHKFMにて放送された他、新聞紙上等で注目盤として紹介されている。

2009年、上毛芸術文化賞受賞。​

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