Simon Schwarz wurde am 10. Januar 1971 in Wien als Sohn eines Theaterwissenschaftlers und einer Germanistin geboren. Seine Schauspielausbildung erhielt er an der Zürcher Anne-Woolliams-Schule sowie (als Gasthörer) an der Hochschule Ernst Busch in Berlin; parallel absolvierte er eine Tanz- und Ballettausbildung. Danach war Schwarz zunächst als Theaterschauspieler aktiv und hatte Engagements am jolie théâtre in Basel, am Stadttheater Klagenfurt und am Stadttheater Luzern.

Sein Fernsehdebüt gab Schwarz im Jahr 1996 mit einer Gastrolle in der TV-Serie "Spiel des Lebens", ins gleiche Jahr fiel auch sein Kinodebüt: In Stefan Ruzowitzkys überdrehtem "Tempo" spielte er den Mitbewohner der Hauptfigur, auch in Ruzowitzkys nächstem Film, dem Drama "Die Siebtelbauern", war er zu sehen: An der Seite von Sophie Rois und Lars Rudolph spielte er den einfältigen Knecht Lukas, der mit sieben anderen Mägden und Knechten den Hof des verstorbenen Bauers erbt, was Konflikte mit der Dorfgemeinschaft zur Folge hat. Für seine schauspielerische Leistung erhielt Schwarz den Max-Ophüls-Preis als bester Nachwuchsdarsteller.

Nach diesem Durchbruch war er in zahlreichen deutschen und österreichischen Filmproduktionen zu sehen, darunter in Wolfgang Murnbergers erfolgreicher schwarzer Komödie "Komm, süßer Tod" (2000) nach dem Kriminalroman von Wolf Haas. In diesem und drei weiteren Filmen nach dessen "Brenner"-Romanen (zuletzt "Der Knochenmann", 2009) verkörperte Simon Schwarz den Notarzthelfer und Krankenwagenfahrer Berti, der gemeinsam mit Ex-Polizist Brenner (Josef Hader) kriminelle Machenschaften aufdeckt. Von 2000 bis 2008 war Schwarz in der TV-Krimireihe "Trautmann" als aufbrausender Wiener Ermittler "Burschi" an der Seite der Titelfigur zu sehen.

Weitere wichtige Filme dieser Jahre waren beispielsweise "Storno" von Elke Weber-Moore und "Adam und Eva" von Paul Harather, in dem Schwarz die männliche Titelrolle spielte. In Jörg Kalts Spielfilmdebüt "Crash Test Dummies", das 2005 im Forum der Berlinale lief, überzeugte Schwarz in der Rolle des liebeskranken Kaufhausdetektivs Jan. Zwischen 2006 und 2009 spielte Schwarz zudem in Kassenerfolgen wie der Komödie "Schwere Jungs" und Philipp Stölzls Drama über den Erstbesteigungsversuch der Eiger-Nordwand 1936 ("Nordwand").

Seit 2013 in "Dampfnudelblues" verkörpert Simon Schwarz immer wieder den eigensinnigen Co-Ermittler Rudi Birkenberger an der Seite von Polizeihauptmeister Franz Eberhofer (Sebastian Bezzel) in den erfolgreichen Verfilmungen der bayerischen Provinzkrimis von Rita Falk. Zuletzt lockte der siebte Film "Kaiserschmarrndrama" im Pandemie-Jahr 2021 mehr als 1,1 Millionen Besucher in die Kinos.

In der seit 2015 ausgestrahlten ARD-Serie "Die Eifelpraxis" ist Schwarz als im Rollstuhl sitzender Chefarzt Dr. Chris Wegner zu sehen.

Obwohl eher für schräge, sympathisch-skurrile Figuren bekannt, tritt Schwarz genauso überzeugend auch in ernsten Rollen auf. In Peter Payers Thriller "Am Ende des Tages" (2011) spielte er einen karrierefixierten Politiker mit dunklem Geheimnis, im vielfach preisgekrönten mittellangen Drama "Alles wird gut" (2014) einen alleinstehenden Vater, der aus Verzweiflung seine Tochter entführt. Patrick Vollraths Film wurde unter anderem mit dem Student Academy Award in Bronze für den Besten Fremdsprachigen Film, mit dem First Steps Award und mit dem Max-Ophüls-Preis als bester mittellanger Film ausgezeichnet, Schwarz erhielt auf den Filmfestivals von Nizza und von Valencia Darstellerpreise. Weitere Auftritte hatte er beispielsweise in Mark Monheims preisgekrönter Komödie "About A Girl" (2014) und in Valentin Hitz' dystopischem Drama "Stille Reserven" (2016).

Nach einer Nebenrolle in Sonja Heiss' mit dem Hessischen Filmpreis ausgezeichneter melancholischer Komödie "Hedi Schneider steckt fest" (2014) glänzte Schwarz in dem TV-Dokudrama "Der Traum von Olympia – Die Nazispiele von 1936" als Wehrmachtoffizier Wolfgang Fürstner. Zudem war Schwarz immer wieder in Krimireihen wie "Soko", "Polizeiruf 110" und "Tatort" zu sehen, darunter in sechs Wiener "Tatort"-Ausgaben in der Unterweltrolle des "Inkasso-Heinzi". Im Berliner "Tatort: Meta" übernahm er 2018 die Rolle des Mörders. Im Rostocker "Polizeiruf 110: Dunkler Zwilling" beging er als neurotischer Umzugsunternehmer Frank Kern gleich zwei Morde.

Beim österreichischen Spielfilm "Zerschlag mein Herz", inszeniert von seiner Lebenspartnerin Alexandra Makarová, fungierte Schwarz 2018 erstmals als Produzent und gewann (gemeinsam mit Konstantin Seitz) den österreichischen Filmpreis Romy.

Lars Montag besetzte Schwarz in seiner Bollywood-Hommage "Träume sind wie wilde Tiger" (2021) in der Rolle eines schrulligen Vaters. In Matti Geschonnecks hoch gelobter, historisch genauer TV-Rekonstruktion "Die Wannseekonferenz", ebenfalls 2021, spielte er den Unterstaatssekretär im Auswärtigen Amt Martin Luther.

2021 schlüpfte Schwarz auf der Bühne in die Rolle des Teufels in der Inszenierung des "Jedermann" bei den Salzburger Festspielen.

In der Streaming-Serie "Totenfrau" (2022) war er als korrupter Pfarrer zu sehen, in den Kinderfilmen "Geschichten vom Franz" (2022) und "Neue Geschichten vom Franz" (2023) spielte er den Vater der jungen Titelfigur. Daneben blieb Simon Schwarz über die Jahre auch den erfolgreichen Eberhofer-Krimis treu und verkörperte in "Guglhupfgeschwader" (2022) zum achten Mal den eigensinnigen bayerischen Co-Ermittler Rudi.