Родился в семье инженера-электронщика Арнольда и пианистки Лии. Детство проводил в основном в компании трёх своих младших сестер - Энн, Нэнси и Сью. Вскоре семья переезжает в Финикс (штат Аризона) — глухой провинциальный городок, где Стивен пошёл в школу. Он был единственным евреем в классе, что сделало мальчика довольно замкнутым ребёнком.

Когда ему было 12 лет, отцу подарили 8-мм кинокамеру, которой Стивен частенько пользовался. С тех пор его мечтой стала работа кинорежиссёра. В 1960 году тринадцатилетний режиссер выпустил фильм "Побег в никуда" (Escape to Nowhere) и получил первый приз в юношеском конкурсе любительских фильмов. Для того, чтобы покупать пленку, ему приходилось подрабатывать маляром.
Окончив школу далеко не отличником, он поступает на факультет телевидения Калифорнийского университета. В 1964 году он снимает свой первый фильм на 16-мм пленке, фантастический "Свет пламени" длительностью свыше двух с половиной часов. Роли исполняли члены семьи. Этот фильм принес ему прибыль в 100$.

Короткометражная картина Спилберга "Эмблин" (Amblin), снятая во время обучения в Университете в 1969 году, привлекла внимание представителей кинокомпании Universal, и ему был предложен семилетний контракт. Так, начинающий режиссер решил не получать высшее образование и сосредоточился на карьере.
Сперва он начал работать над телевизионными сериалами, а уже в 1971 году снял свой первый небольшой, с одним актером, фильм-катастрофу "Дуэль" (Duel). Фильм имел успех, завоевал много призов и принес более десяти миллионов прибыли.
Вскоре после этого продюсеры "Юниверлсл" предложили Спилбергу снять настоящий полнометражный фильм по своему сценарию, да ещё и с голливудской звездой Голди Хоун в главной роли. Сценарий фильма "Шугарлендский экспресс" был отмечен премией на Каннском кинофестивали, а самого Спилберга после этого сравнивали в прессе с известным французским режиссером Франсуа Трюффо.
Следующий фильм принёс ему мировую известность и признание. "Челюсти" - стал первым в истории блокбастером, собрав 260 млн. долларов. После этого уже никакой провал не мог существенно повлиять на рост карьеры Стивена Спилберга. Почти каждый его фильм становится кинособытием года - "Близкие контакты третьей степени", "Инопланетянин", трилогия про Индиану Джонса.
В это время Стивен познакомился с Эми Ирвинг. Режиссер и актриса полюбили друг друга с первого взгляда. В 1985 году они поженились, Эми родила сына Макса. Но счастья в этом браке не было... В апреле 1989 года они расстались, в качестве отступного Эми получила 59 миллионов долларов, Стивен же взял сына к себе.

За время работы над кинокартинами Спилберг успел попробовать себя не только в качестве режиссера: он также много продюсировал и иногда писал сценарии. Его творчество не осталось незамеченным - картины часто попадали в номинации на различные кинопремии. Он открыл миру многих одарённых режиссёров и прочих деятелей кино: Роберта Земекиса, Боба Гейла, Джо Данте, Криса Коламбуса, Барри Левинсона, Кевина Рейнольдса, Дона Блата и других. Продюсируемые им фильмы один за другим становятся хитами.

На съемках второй серии "Индианы Джонса" Спилберг увлекся актрисой Кэйт Кэпшоу, исполнительницей главной женской роли. Свои отношения они оформили в 1991 году. Кэйт приняла иудейство и нашла общий язык с мамой Стивена, родила троих детей, а еще двоих они с мужем усыновили. Кроме того, у Кэйт была дочь от первого брака, а у Стивена - сын. Этот брак оказался счастливым и существует до сих пор. Счастливое многодетное семейство Спилбергов насчитывает 7 детей.

В начале 90-х годов Спилберг начал активно завоёвывать сферу телевизионного вещания, выступая продюсером множества телесериалов и телефильмов.
Спилберг не чуждается благотворительной деятельности. После выхода "Списка Шиндлера" он потратил 85 миллионов долларов на поддержку культуры и образования среди еврейского народа. Режиссер входит в руководство фонда "Старбрайт", занимающегося детскими больницами, в который вместе с друзьями пожертвовал 40 миллионов долларов.

К началу 1998 года Спилберг стал самым богатым деятелем индустрии развлечений (313 миллионов долларов, а к 2001 году — уже около 2 миллиардов). Его совместная с двумя другими магнатами киностудия Dreamworks SKG постепенно набрала обороты, выпуская полнометражные мультфильмы и «оскароносные» картины.

В 1999 году режиссёра нарекают лучшим режиссёром ХХ века, а в 2001-м году королева Елизавета производит Спилберга в рыцари «за неоценимый вклад в развитие британской кинопромышленности».

В 2002 году, через 37 лет после поступления в университет, Спилберг наконец-то окончил образование и получил степень бакалавра по специальности "Производство фильмов и электронных спецэффектов". В студенческих списках Спилберг значился под псевдонимом. Любопытно, что к этому времени он уже был почетным доктором искусств пяти университетов, однако все-таки решил получить высшее образование, так как об этом мечтали родители.

21 мая 2008 года Стивен Спилберг был награждён орденом Почётного легиона за его творчество в целом, а также за вклад в решение таких вопросов, как геноцид евреев и конфликт в Дарфуре.