Max von Sydow nació el 10 de abril en Lund, Escania (Suecia) en una familia aristocrática sueca. Su padre, Carl Wilhelm von Sydow fue profesor de la Universidad de Lund y su madre la Friherrinna (Baronesa) Greta Rappe fue una maestra de escuela. El pequeño Max se mostró como un chico tranquilo y tímido.
Asistió al colegio católico de Lund y se habituó a hablar el alemán e inglés desde los nueve años. En el colegio, junto a algunos de sus compañeros, fundó una compañía de teatro amateur donde empezó a subirse al escenario. Después de cumplir el servicio militar, asistió al Teatro de Arte Dramático ("Dramaten") de Estocolmo, donde estudiaría interpretación desde 1948 hasta 1951 con otros ilustres futuros actores suecos como Lars Ekborg, Margaretha Krook o Ingrid Thulin. Durante su época en Dramaten hizo su debut en la gran pantalla de la mano del director Alf Sjöberg en la película Sólo una madre (Bara en mor, 1949), y Señorita Julia (Fröken Julie, 1951).
Se trasladó a Malmö en 1955. Allí conoció al que sería su mentor a partir de entonces, Ingmar Bergman. Su primer trabajo juntos sería en una representación en el Teatro municipal de Malmo. Posteriormente trabajaría en cine con Bergman en películas como El séptimo sello (Det sjunde inseglet, 1957), Fresas salvajes (Smultronstället, 1957) o El manantial de la doncella (Jungfrukällan,1960). Fue en las películas que realizó con Bergman donde perfeccionaría su estilo, que lo haría destacado en su carrera. El actor sueco fue uno de los personajes más conocidos de la Arthouse.
Durante muchos años trabajó en el cine escandinavo y se resistió a las llamadas de sirena que venían desde Hollywood. Entre ellas, la de interpretar al Dr. No en la primera entrega de James Bond. No sería hasta 1965 cuando interpretaría a Jesús en la producción de George Stevens La historia más grande jamás contada. Este papel le catapultó directamente a ser uno de los actores más cotizados de Hollywood por lo que él su familia (su mujer Kerstin Olin y sus dos hijos, Claes and Henrik), se trasladarían a Los Ángeles.
Desde 1965, se convirtió en un actor regular en las producciones estadounidenses a la vez que participaría también en producciones suecas, como La hora del lobo y La vergüenza de Igmar Bergman o Los emigrantes de Jan Troell.
En la década de 1970, interpretaría a uno de sus personajes más conocidos, el del Padre Merrin en El exorcista, papel que le valdría una nominación a los Globo de Oro. Se trasladó a Roma para aparecer en numerosas producciones italianas y allí entabló una gran amistad con Marcello Mastroianni.
En la década de 1980 actuó bajo la dirección de Woody Allen en Hannah y sus hermanas (1986) y con David Lynch en el film Dune (1984). Pero el actor sueco no se olvidaría de los proyectos del viejo continente y así, se le pudo ver en una de sus mejores películas de la década, en el filme dirigido por el danés Bille August Pelle el conquistador, papel por el que conseguiría su única nominación a los Oscar, aparte de diferentes premios, tales como el Premio Bodil, el premio Felix, el premio Robert, y el premio Guldbagge.
Aparte de este reconocimiento, también obtuvo el premio del Instituto australiano de cine en la categoría de mejor actor con Padre (1989), el del Festival Internacional de Tokyo por El toque silencioso (1993) y tres premios Guldbagge por Hamsun, Katinka y Pelle el conquistador.
En 1988, el actor dirigiría su primera película Katinka (Ved vejen, 1988), basada en una novela de Herman Bang. En 1996, se divorciaría de Christina Olin y se casaría con la cineasta francesa Catherine Brelet. A partir de entonces, von Sydow vive en París aunque no descarta desplazarse por algún proyecto interesante.
