100kg以下級であったが、2007年秋に100kg超級へ転向した。左利きで、超級のクラスでは上背はないものの、その筋肉量、スタミナはトップクラスである。練習の虫として知られ、特にウエイトトレーニングは寝る間を惜しむほど行い、ベンチプレス200kg以上を挙げることができる。得意技は大内刈で、世界トップクラスの切れ味を持つ。全日本決勝で鈴木桂治を2度破ったのも大内刈である。しかし、弱点は他に技が少ないことである。だが2007年あたりからは体落としを、2008年から大外刈や内股も出すようになってきた。寝技も得意。パワーとスタミナの強さから受けが非常に強い選手で、また試合の駆け引きがうまい。よって、旗判定が行われる国内試合に強い選手といえる。

非常に努力家であり、オーバーワークによる怪我を恐れてコーチが練習を止めると、泣いて「練習させてくれ」と懇願することもあったという。自身を「一本をとる技はない」「才能はない」と認めており、その分を人一倍の努力（練習による筋力増強と研究熱心さ）で補っている。全日本男子監督の斉藤仁も「世界一」と認める練習の虫である。

その練習量の多さから、史上最強を謳われる柔道家木村政彦の弟子岩釣兼生は「（木村の）鬼の柔道を継げるのはあいつしかいない。山下君クラスに成長していく可能性がある。絶対に勝ってやるという、そのための努力の量と質が人とは違う」（『ゴング格闘技』2008年12月号）と発言している。

柔道だけでなく、レスリングやブラジリアン柔術の道場にも1人で出かけて腕を磨く。積極的に他競技の技術も学んでいる。ブラジリアン柔術では茶帯（黒帯に次ぐ位）を取得している。

一本勝ちにこだわるよりも確実に勝利することを信条としており、寝技の習得にも熱心である。立ち技での投げによる一本勝ちを狙うことを称賛する日本柔道界においては、石井の姿勢に対して前述のように全日本選手権で優勝した際にブーイングを浴びたこともあったが、「美しい柔道って言いますが柔道は芸術ですか?そんなに美しいものを求めるのなら体操でもやればいい」と発言し、北京オリンピックでは決勝戦以外は全て一本勝ちで優勝し、金メダルを獲得した。

MMA戦績　４勝１敗

石井の総合格闘技人生は今始まったばかりである！