高校までを大阪で過ごし、大学進学を機に上京。在学時に俳優養成所を卒業し、02年にドラマの端役で俳優デビュー。03年に井筒和幸監督の映画「ゲロッパ!」でスクリーンデビューを果たした。
井筒監督の代表作で05年出演の「パッチギ!」にも出演しているが、毒舌で知られる井筒監督が後年、桐谷のことを「健太はウチの卒業生の出世頭」、「人懐っこい。カッコつけた風でもない。上品だし、お世辞じゃなく人柄の魅力が人一倍大きかったかもしれないね」と人柄を賞賛した。
ドラマ・映画がいずれもヒットした「ROKIES」、映画「クローズZERO」、「アウトレイジビヨンド」、ドラマは「龍馬伝」、「JIN-仁-」など近年は続々と話題作に出演しているが、その原動力は高い向上心だという。
「昔から『ビッグになる』が口癖だったようだが、高校時代に一緒にそう誓い合った友人が現在のスタイリストをつとめている。義理人情に厚く、礼儀もしっかりしているので、先輩たちにかわいがられる。『徹子の部屋』に出演した際は、黒柳徹子もその人間的な魅力に惚れ込んでいた。いろんな役ができるので重宝されているだけに、今後もオファーは殺到するだろう」(映画関係者)
年内には妻が出産しパパになる予定。今後、ますますの活躍が期待されるが、どの作品が俳優としての代表作になるかが注目される。