Tilman Valentin Schweiger wurde am 19. Dezember 1963 in Freiburg im Breisgau als Sohn eines Lehrerehepaars geboren. Nach seinem Abitur 1983 wurde er zur Bundeswehr eingezogen, verweigerte noch während seines Wehrdienstes und leistete in einem Gießener Krankenhaus seinen Zivildienst. Nach abgebrochenen Medizin- und Germanistikstudien und verschiedenen Jobs entschied Schweiger sich für die Bühne und studierte ab 1986 an der Schule des Kölner Theaters "Der Keller". Nach dreieinhalb Jahren bestand er die staatliche Prüfung, 1989 engagierte ihn das Bonner Contra-Kreis-Theater.

1991 erhielt Schweiger die Rolle des Jo Zenker in der Fernsehserie "Die Lindenstraße" und errang schnell enorme Popularität. Produzent Bernd Eichinger bot ihm daraufhin die Hauptrolle des Berti in Wolfgang Bülds Action-Klamotte "Manta, Manta" (1991) an. Für seinen zweiten Kinoauftritt als Boxer in "Ebbies Bluff" (1993) erhielt er den Max-Ophüls-Preis als bester Nachwuchsdarsteller. Es folgte eine weitere TV-Serienrolle: An der Seite von Hannelore Elsner spielte er in "Die Kommissarin" deren Assistenten. Sönke Wortmann machte Schweiger mit seiner Erfolgskomödie "Der bewegte Mann" nach Comics von Ralf König 1994 zum Shooting-Star und Sex-Symbol des deutschen Films. Als Hetero Alex mit jungenhaftem Charme und Liebeskummer wird er im Film zum Mittelpunkt schwulen Schwärmens.

Neben einer kleinen Rolle in Eichingers Regiedebüt "Das Mädchen Rosemarie", trat Schweiger in "Die Halbstarken" in die Fußstapfen von Horst Buchholz und spielte in Lars Beckers "Bunte Hunde" (1995) einen naiven Kleinganoven. Einen Knastbruder, unter rauer Schale wiederum herzensgut, verkörperte er in Detlev Bucks "Männerpension" (1996).

Durch einen Zufall geriet Til Schweiger an den Stoff zu "Knockin" On Heaven"s Door", zu dem er gemeinsam mit Thomas Jahn das Drehbuch erarbeitete und den er auch selbst produzierte – mit seiner gemeinsam mit Thomas Zickler und André Hennicke gegründeten Produktionsfirma "Mr. Brown Entertainment". Die Komödie mit ihm selbst und Jan Josef Liefers in den Hauptrollen wird 1997 zu einem Überraschungserfolg mit etwa vier Millionen Zuschauern.

In der Folgezeit arbeitete Schweiger auch zunehmend international, oft auch in finsteren Rollen, etwa als Killer im Action-Thriller "The Replacement Killers" oder als Dealer in "S.L.C. Punk!" (beide 1998). Einen Profikiller verkörperte er auch in seinem Regiedebüt, der Gangsterkomödie "Der Eisbär" (1998). International war er danach unter anderem in "Driven" (2001), "Lara Croft Tomb Raider – The Cradle of Life" (2002), "King Arthur" (2003) und als Lucky Luke in "Die Daltons gegen Lucky Luke" (2004) zu sehen, wichtige deutsche Produktionen dieser Zeit sind "Der große Bagarozy" (1999), "Bang Boom Bang – Ein todsicheres Ding" (1999), "Was tun wenn"s brennt?" (2001) und "(T)Raumschiff Suprise – Periode 1" (2004). Bei der Komödie "Barfuss" (2005) seiner neuen Produktionsfirma Barefoot Films führte er abermals Regie und spielte an der Seite von Johanna Wokalek eine Hauptrolle.

In den kommenden Jahren war er als Schauspieler in so unterschiedlichen Filmen wie der Liebeskomödie "Wo ist Fred?" (2006), in der er einen vermeintlich Querschnittgelähmten spielte, der Action-Videospiel-Adaption "Far Cry" (2008) und dem Erste-Weltkriegs-Drama "Der rote Baron" (2008) zu sehen. Mit der romantischen Komödie "KeinOhrHasen", bei der er wiederum als Regisseur, Produzent, Autor und Hauptdarsteller fungierte, gelang Schweiger 2007 ein außerordentlicher Kassenerfolg: Der Film über einen zynischen Klatschreporter, der sich in eine sensible Kindergärtnerin (gespielt von Nora Tschirner) verliebt, zog weit über sechs Millionen Zuschauer in die Kinos. Zugleich sorgte die Romanze durch vermeintlich zu explizite sexuelle Anspielungen für Furore – und wurde von einer Freigabe "ab 6 Jahren" auf "ab 12" heraufgesetzt.

Ende 2008 brachte Schweiger mit der prominent besetzten Ritterfilm-Parodie "1 ½ Ritter – Auf der Suche nach der hinreißenden Herzelinde" seinen vierten Film in Eigenregie in die Kinos. Zugleich stand er als Schauspieler in einer Nebenrolle in Quentin Tarantinos Kriegsfilm "Inglourious Bastards" vor der Kamera, der 2009 in die Kinos kam.

Im Juni 2009 strahlte der Sender RTL mit geringem Erfolg die Castingshow "Mission Hollywood" aus, in der Schweiger aus einigen Nachwuchsdarstellerinnen eine Schauspielerin für einen Hollywoodfilm küren sollte. Erfolgreicher war Til Schweiger im selben Jahr im Kino: Mit seiner "Keinohrhasen"-Fortsetzung "Zweiohrküken" und als Teil des Ensembles von Simon Verhoevens "Männerherzen".

In seinem nächsten Regieprojekt "Kokowäh" (2011) spielte Schweiger abermals die Hauptrolle, den in der Liebe und im Job glücklosen Henry, der sich plötzlich mit einem achtjährigen Mädchen (Schweigers Tochter Emma Tiger Schweiger) konfrontiert sieht - angeblich seine Tochter.