Urodził się na nowojorskim Manhattanie[5] jako starszy syn Amerykanki Grace Gamble (z domu Atkinson) i Viggo Petera Mortensena Sr.[6], pochodzenia duńskiego[7]; jego rodzice spotkali się w Norwegii. Dziadek ze strony matki pochodził z Nowej Szkocji w Kanadzie, a rodzina babki ze strony matki była z Nowej Anglii[8]. Jego rodzina przeniosła się do Wenezueli, a następnie do Danii i ostatecznie osiadła w Argentynie w prowincji Córdoba, w Chaco i Buenos Aires, gdzie uczęszczał do szkoły podstawowej i opanował biegle język hiszpański, podczas gdy jego ojciec zajmował się fermą drobiu i ranczem. Kiedy miał 11 lat, rodzice rozwiedli się, po czym wrócił z matką do Nowego Jorku, gdzie spędził resztę dzieciństwa[9]. W 1976 ukończył Watertown High School w Watertown[10].
Studiował w St. Lawrence University w Canton w stanie Nowy Jork, zdobywając w 1980 tytuł licencjata na wydziale iberystyki i polityki. Później wyjechał do Europy i zamieszkał w Hiszpanii, Anglii i Danii, gdzie imał się różnych prac dorywczych, takich jak przewóz samochodem ciężarowym w Esbjerg czy sprzedażą kwiatów w Kopenhadze[11].
Kariera
Po powrocie do Stanów Zjednoczonych rozpoczął karierę aktorską[12]. Na początku lat 80. na Manhattanie studiował aktorstwo w Warren Robertson’s Theatre Workshop[13].
Najbardziej znany jest z roli Aragorna w trzyczęściowej ekranizacji Władcy Pierścieni w reżyserii Petera Jacksona[22]. Po czterech dniach zdjęć zastąpił wybranego wcześniej do tej roli Stuarta Townsenda, a przyjął ją tylko dzięki entuzjazmowi syna dla powieści Tolkiena. Część zarobionych za film pieniędzy przeznaczył na utworzenie wydawnictwa Perceval Press (nazwanego od imienia jednego z rycerzy Króla Artura), publikującego prace awangardowych artystów.
Życie prywatne
8 lipca 1987 poślubił Christene „Exene” Cervenkę, z którą ma syna Henry’ego Blake’a (ur. 28 stycznia 1988). W 1992 doszło do separacji, a w 1997 do rozwodu. W 2009 roku związał się z hiszpańską aktorką Ariadną Gil[23].