彼のキャリアを語る上で外せないのが、爆発的な社会現象を巻き起こした『太陽にほえろ!』です。主演の石原裕次郎をはじめ、ゴリさん役の竜雷太ら個性豊かな共演陣とともに制作されたこの作品は、従来の刑事ドラマのイメージを大きく変えました。
当時、石原プロモーションの豪快かつ人情味あふれる現場の熱気の中で、殿下という繊細で心優しいキャラクターは独自の光を放っていました。撮影の合間、現場を包み込む石原裕次郎の豪快な優しさや、竜雷太ら仲間たちと交わした熱い演技論は、若き日の小野寺にとって一生の糧となったと語られます。どれほど過酷なスケジュールであっても、帰宅した際に笑顔で迎えてくれる家族の存在が、過密な日々を走り切る大きな支えとなっていました。