Dolph Lundgren nació y se crió en una familia académica de clase media en Estocolmo, Suecia. Pese a un temprano interés en tocar la batería y hacer el payaso en comedias de instituto, Dolph decidió seguir los pasos intelectuales de su padre y hermano mayor y cursar una carrera de ingeniería. Tras finalizar su servicio militar en el cuerpo de marines sueco, Dolph ingresó en el Real Instituto de Tecnología de Estocolmo para estudiar la misma materia que su hermano mayor: Ingeniería química. Asistió tanto a la Universidad estatal de Washington como a la de Clemson, en Carolina del Sur, dedicándose a la química. Finalmente obtuvo la licenciatura por el Real Instituto de Tecnología de Estocolmo, y completó con un máster de Ingeniería química en un programa de intercambio con la Universidad de Sydney, en Australia. Graduado como el primero de su clase, Dolph logró una beca Fulbright para el prestigioso Instituto de tecnología de Massachusetts, en Boston, una de las escuelas de ingeniería más destacadas del mundo.
Aquel mismo año, siendo joven estudiante de doctorado, conoció a la cantante exótica Grace Jones, se enamoró y decidió partir a la ciudad de Nueva York para hacer de modelo con el fin de conseguir algún dinero extra. Con demasiado músculo para el tamaño de un modelo, Dolph estaba a punto de comenzar en el Instituto de tecnología de Massachusetts unos meses más tarde. Un amigo le dio un consejo: Hey tío, tienes un aspecto que parece de película... Así fue cómo comenzó todo.
Su debut para la pantalla grande fue con el largo de James Bond, Panorama para matar (A View To A Kill, 1985), en 1985. Sin embargo, fue su memorable interpretación en Rocky IV (Rocky IV, 1985) más tarde, aquel mismo año, la que hizo que alcanzara fama internacional. Después de un proceso de audiciones que duró nueve meses, con más de 5000 aspirantes, el actor resultó finalmente elegido por el director y guionista Sylvester Stallone como su temible oponente ruso, el capitán Ivan Drago. Dolph apretó los dientes y logró erigir toda una carrera como héroe de acción internacional. Desde entonces, ha protagonizado más de treinta largometrajes.
A través de los años, Dolph no ha dejado de practicar las artes marciales: «el kárate y la buena forma física me han mantenido razonablemente sano en un negocio como éste, verdaderamente duro y en algunas ocasiones inhumano.» En 1997, Dolph logró el tercer grado de cinturón negro por la Organización de Kárate Internacional de Tokyo. Entre otros logros atléticos del actor, cabe mencionar que es capitán del Equipo de Kárate Nacional de Suecia, y campeón individual de las divisiones de pesos pesados de Suecia, Europa y Australia. Además de su experiencia en kárate, Dolph resultó elegido por el Comité Olímpico de los Estados Unidos para que fuera el capitán del equipo de pentatlón olímpico de aquel país durante los Juegos Olímpicos de Atlanta de 1996.
Además de ser todo un veterano en el oficio de actor, Dolph ha llegado a dirigir cinco largos. Su compañía de producción se llama Thor Pictures, y actualmente está ocupada en el desarrollo de varios proyectos, en los que él ejercerá como productor, además de protagonizarlos y dirigirlos. Su último trabajo como director es Ataque terrorista (Command Performance, 2009), que también ha coescrito, bajo producción de Avi Lerner y NuImage Films. «Tantos años de experiencia ante la cámara me han dado cierta perspectiva por lo que se refiere a lo que más me gusta de la dirección: el trabajo con los actores» informa Dolph.
El actor también es uno de los miembros fundadores del Group of Eight, un grupo de teatro del off-Broadway que comenzó la andadura en 1994. «Actualmente, estoy entrevistándome con un director sueco acerca de la posibilidad de que hagamos representaciones en Suecia. Sería una incursión en dos frentes: una pieza teatral completa y además en sueco. Hasta ahora, todas mis interpretaciones han sido en inglés, y actuar en mi idioma emocional nativo sería muy excitante.»
En Febrero de 2009, Dolph coprotagonizó junto a su colega y estrella del cine de acción, Jean-Claude Van Damme, Universal Soldier Regeneration (2009), una secuela de la película original que emparejó a los dos actores europeos en la década de los 90. Este último verano, Dolph también ultimó Los mercenarios, un Doce del patíbulo puesto al día como una extravaganza de acción escrita y dirigida por Sylvester Stallone. «Ha sido tremendo trabajar nuevamente con Sly: ha creado para mí un personaje verdaderamente pintoresco» comenta Lundgren. «Todo un desafío interpretativo.» En este largometraje, Dolph es coprotagonista junto a Stallone, Jason Statham, Jet Lee, Mickey Rourke y Randy Couture.
Poco después de Rocky IV, el actor distribuyó su vídeo de entrenamiento, Maximum Potential. Actualmente, está trabajando en un libro para hombres sobre cómo mantenerse en forma. Además del libro, Dolph está desarrollando una marca de vitaminas y suplementos orgánicos personalizados así como una línea de productos masculinos para el cuidado de la piel.
Dolph Lundgren está casado con Anette Qviberg-Lundgren, una decoradora de interiores y estilista de moda. La pareja, junto con sus dos hijas, reside actualmente en Londres y en Marbella.