Nace el 10 de abril de 1929 en Lund (Suecia). Muy pronto se siente atraído por el teatro. Después de seguir clases de arte dramático en Stockholm y actuar en algunas representaciones de grandes clásicos, aparece en Bara en mor., un drama de Alf Sjoberg.

En 1955, conoce a Ingmar Bergman, por el momento director del teatro de Malmö. De este encuentro nace una colaboración rica y fructuosa. Los dos hombres ruedan 11 películas juntos entre 1957 y 1970, entre otras: El Séptimo Sello, Premio Especial del jurado en Cannes, Fresas Salvajes, Oso de Oro en Berlín, En el Umbral de la Vida, Palma al Mejor Director en Cannes, o también, El Manantial de la Doncella y Como en un Espejo, las dos ganadoras del Oscar a la Mejor Película Extranjera.

Max Von Sydow debuta una carrera en Hollywood en 1965 actuando como Jesús en el largometraje histórico de George Stevens La Historia más grande Jamás contada, y en 1970 interpretando a un agente ruso en La Carta del Kremlin. Pero sobretodo, destacar su papel en 1973 del cura Lankester Merrin en El Exorcista, de William Friedkin.

Sin embargo, el actor no deja de rodar en Europa con directores como los italianos Francesco Rosi o Valerio Zurlini. Su trabajo más reciente es Minority Report, de Steven Spielberg.