Віґо Мортенсен народився 20 жовтня 1958 року в Нью-Йорку. Перші десять років життя Віґо провів у Південній Америці, але в 1969, після розлучення батьків мати знову повернулася у Штати. Від батька він успадкував любов до подорожей і здібність до мов, він неперевершено говорить іспанською і може порозумітися данською, норвезькою, французькою та італійською.
У школі Віґо грав у теніс і був капітаном шкільної команди з плавання. У 1980 році він закінчив Університет святого Лоуренса, одержавши вчений ступінь з управління та іспанської мови. Віґо переїхав у Данію до родичів, але перепробувавши безліч професій, в 1982 році повернувся у США з наміром стати актором. Два роки він відвідував школу акторської майстерності Воррена Робертсона.
Перші десять років його акторської кар'єри не можна назвати особливо вдалими, Віґо рідко з'являється у касових стрічках, віддаючи перевагу незалежним проектам, які не приносять ані слави, ані прибутків.
Поступово Віґо Мортенсен набув слави актора, що підходить на ролі лиходіїв і занепалих типів, однак самого актора це анітрохи не бентежило, у роботі для Віґо завжди мали значення три речі: точність у зображенні персонажа, новий досвід і задоволення від самого процесу знімання. Навіть до найменшої ролі Мортенсен ставиться дуже серйозно й відомий як актор, що практично розчиняється у своєму персонажі, навіть носить костюми героїв поза знімальним майданчиком. Так, наприклад, для фільму «Ідеальне вбивство» він написав усі картини й жив на горищі, орендованому для знімання цього фільму.
Врешті-решт Віґо починає зніматися в комерційних проектах, які приносять йому популярність, такі фільми, як «Денне світло», «Пророцтво» і «Багряний приплив» роблять Мортенсена пізнаваним і критики звертають на нього увагу. Але справді переломним у його кар'єрі стає фільм Рідлі Скотта «Солдат Джейн».
Наприкінці 90-х кар'єра Мортенсена невпинно йде в гору, до того ж Денніс Гопер допомагає йому організувати власну фотовиставку, а слідом за нею й перша художня виставка. Віґо Мортенсен багато часу приділяє живопису, перетворивши свій будинок у художню студію, тут, в оточенні картин, він відпочиває від світу.
Актор Стюард Таунсенд, запрошений на роль Араґорна в трилогії «Володар перснів», покинув знімальний майданчик і Пітер Джексон зателефонував Мортенсену із пропозицією замінити вибулого актора. На роздуми було лише два дні, й порадившись із сином (адже у випадку згоди їм потрібно було провести нарізно приблизно рік) Віґо приймає пропозицію.
Вільний від творчості час Віґо воліє проводити з родиною або на самоті. Він не провадить світське життя, може саме тому йому і вдається так багато зробити.
