Aktor intelektualny, zdystansowany, o którym pisano, że "należy do owej rasy aktorów, którzy zawsze grają tylko siebie, a których nigdy nie ma się dosyć".
Ukończył gimnazjum im. B. Nowodworskiego w Krakowie. W 1939 roku brał udział w kampanii wrześniowej w oddziałach Przysposobienia Wojskowego. Dostał się do niewoli niemieckiej, trafił do obozu jenieckiego w Altengrabow, później w Toruniu. W 1940 roku został zwolniony i wrócił do Krakowa. Do końca wojny pracował w Gazowni Miejskiej. W czasie okupacji należał do konspiracyjnego kółka teatralnego. W 1945 roku zdał egzaminy do krakowskiego Studia Dramatycznego przy Teatrze im. J. Słowackiego założonego przez Karola Frycza, które ukończył w 1947 roku.
W pierwszych latach kariery scenicznej grał w teatrach krakowskich, które stanowiły wówczas jedną instytucję pod nazwą Miejskich Teatrów Dramatycznych (1947-1949). W latach 1947-1949 był również asystentem Władysława Woźnika w krakowskiej szkole teatralnej, gdzie nauczał gry aktorskiej. W 1949 roku został zaangażowany do Teatru Śląskiego im. St. Wyspiańskiego w Katowicach, gdzie w latach 1954-1956 pełnił także funkcję kierownika artystycznego. W 1956 roku musiał opuścić Katowice z powodu ciężkiej choroby płuc i konieczności zmiany klimatu. W 1957 roku przeniósł się do Warszawy. Od 1958 roku związał się na stałe z teatrami warszawskimi. Grał w Teatrze Polskim (1958-1959), Teatrze Dramatycznym (1959-1963), Teatrze Narodowym (1964-1968). W 1968 roku powrócił do Teatru Dramatycznego, którym kierował jako dyrektor w latach 1971-1982. W latach 1970-1981 był prezesem SPATiF-u. W latach 1976-1982 zasiadał w sejmie PRL. W 1981 roku na Zjeździe, przywracającym nazwę Związku Artystów Scen Polskich, został wybrany honorowym prezesem tego stowarzyszenia, rozwiązanego w 1982 roku. W 1982 roku został ponownie zaangażowany do Teatru Polskiego. Od 1989 roku jest związany z Teatrem Ateneum. W 1997 roku został kierownikiem artystycznym tej sceny. Od 1973 roku zajmował się także pracą pedagogiczną. Był wykładowcą Państwowej Wyższej Szkoły Teatralnej, od 1989 roku był profesorem tej uczelni (Akademia Teatralna). W latach 1989-1991 był senatorem I kadencji Rzeczypospolitej Polskiej.
Zagrał w blisko 100 przedstawieniach Teatru Telewizji reżyserowanych między innymi przez: Jerzego Gruzę, Zygmunta Hübnera, Andrzeja Łapickiego, Ludwika René. Sam przeniósł na ekran telewizyjny między innymi: TRĄD W PAŁACU SPRAWIEDLIWOŚCI Ugo Bettiego (1970), FANTAZEGO (1971), BEATRIX CENCI (1973) i KORDIANA Słowackiego (1980), HAMLETA (1974), NA DNIE Gorkiego (1994) oraz PANNĘ MALICZEWSKĄ Zapolskiej (1997).
Zagrał w wielu polskich filmach. Pierwszą ważną rolą filmową była postać alkoholika Kuby w PĘTLI w reż. Wojciecha Hasa według Marka Hłaski (1957). Z Wojciechem Hasem Holoubek współpracował jeszcze wielokrotnie. Zagrał Mirka w POŻEGNANIACH według Stanisława Dygata (1958), Dziadzia we WSPÓLNYM POKOJU według Zbigniewa Uniłowskiego (1959), mecenasa Rennerta w ROZSTANIU (1960), Don Pedro Velasqueza w RĘKOPISIE ZNALEZIONYM W SARAGOSSIE według Wacława Potockiego (1964) oraz doktora Gotarda w SANATORIUM POD KLEPSYDRĄ według prozy Brunona Schulza (1973). Ściśle współpracował z Tadeuszem Konwickim. Zagrał w kilku wyreżyserowanych przez niego filmach: Gospodarza w SALCIE (1965), Maksa w JAK DALEKO STĄD, JAK BLISKO (1971), Poetę w LAWIE według DZIADÓW Mickiewicza (1989). Grał także między innymi u Janusza Morgensterna (Wiewiórski w JUTRO PREMIERA 1962), Leonarda Buczkowskiego (Von Steinhagen w CZASIE PRZESZŁYM 1961, Napoleon w MARYSI I NAPOLEONIE (1966) oraz u Janusza Zaorskiego (Profesor w POKOJU Z WIDOKIEM NA MORZE (1977). Szerokiej publiczności znany jest z serialu telewizyjnego KLUB PROFESORA TUTKI według Jerzego Szaniawskiego w reż. Andrzeja Kondratiuka (1966-1968), w którym wcielił się w rolę Profesora Tutki.
Ważniejsze nagrody:
- 1952 - nagroda państwowa III stopnia
- 1953 - nagroda państwowa II stopnia
- 1961 - nagroda Klubu Krytyki Teatralnej za rolę Goetza w dramacie Sartre'a DIABEŁ I PAN BÓG w Teatrze Dramatycznym w reż. Ludwika René
- 1966 - nagroda państwowa I stopnia
- 1972 - nagroda ministra kultury i sztuki I stopnia
- 1977 - złota "Syrenka" za zasługi dla m.st. Warszawy
- 1978 - nagroda państwowa I stopnia
Otrzymał ponadto odznaczenia: Sztandar Pracy I i II klasy, Krzyż Kawalerski Orderu Odrodzenia Polski, odznakę Zasłużonego Działacza Kultury.