Stellan Skarsgard nació en Gothenberg, Suecia, y empezó a atraer la atención en su tierra natal ya desde adolescente, apareciendo en series de televisión suecas. De 1972 a 1988, Skarsgard trabajó en el Teatro Real Dramático de Estocolmo, apareciendo en obras de August Stringberg y muchos otros dramaturgos clásicos.

La carrera cinematográfica de Skarsgard empezó en los años 80. Ganó el equivalente al Óscar sueco y un Oso de Plata del Festival de Berlín por su interpretación en la película sueca The Simple Minded Murder. También fue el protagonista de la película sueca Oxen, nominada a los Óscars en 1991, y dirigida por el afamado cinematógrafo Sven Nikvist.

Stellan Skarsgard está casado con la doctora My Skarsgard. Tienen seis hijos, dos de los cuales, Alexander y Gustave, siguen las huellas de su padre para convertirse en actores.