Стивен Содерберг родился 14 января 1963 года в Атланте, штат Джорджия. Когда Стивен был ещё ребёнком, отец перевёз семью в Питсбург, а затем в Батон-Руж, штат Луизиана, где устроился на работу деканом в Университете штата.
Ещё не закончив среднюю школу в Батон-Руже, Стивен устраивается на курсы аниматоров в Университет, где снимает свои первые короткометражные фильмы, например «Уборщик» (Janitor). Окончив школу, Содерберг осуществляет неудачную попытку переезда в Голливуд. Проработав там некоторое время внештатным редактором, он возвращается в Батон-Руж, где работает в видеостудии, изготавливающей рекламные ролики и музыкальные видеоклипы, и попутно продолжает снимать короткометражки и писать сценарии. В 1986 году Содерберг снимает документальный фильм о концерте группы Yes — Yes: 9012 Live, за который получает номинацию на премию «Грэмми».
После первого режиссёрского успеха у Содерберга начинаются проблемы с алкоголем, но вскоре ему удается их разрешить. В 1987 году Содерберг снимает короткометражный фильм-исследование сексуальных отношений «Уинстон» (Winston), логическим продолжением которого стала полнометражная лента «Секс, ложь и видео», премьера которой состоялась на Sundance Film Festival. Фильм приносит Стивену «Золотую пальмовую ветвь» Каннского кинофестиваля 1989 года и номинацию на «Оскар» за лучший оригинальный сценарий.
В течение последующих шести лет Содерберг женится и через некоторое время разводится с актрисой Бетси Брэнтли, у него рождается дочь Сара. В это же время он работает над своей второй лентой — фильмом «Кафка» с Джереми Айронсом в главной роли — неоднозназначным описанием жизни и творчества Франца Кафки, основанным на произведениях писателя.
Следующий фильм режиссёра «Царь горы» по мемуарам А. И. Хочнера рассказывает историю жизни маленького мальчика в годы Великой депрессии. Криминальная драма-нуар «Там, внутри» («Подноготная») 1995 года, повествующая об ограблении инкассаторской машины, показывает классические приемы содерберговской режиссуры: нелинейное повествование и игру с цветами. «Анатомия Грея» — следующий его фильм — об экспериментах в области альтернативной медицины, проводимых известным американским актёром Сполдингом Греем.
Экспериментальная комедия 1996 года «Шизополис», в которой Содерберг сыграл одну из главных ролей, а также был композитором, оператором, автором сценария и режиссёром, начинается с вступительного слова: «Дамы и господа! Молодые и пожилые. Если Вы сочтёте сюжет фильма запутанным — помните, это не наша вина, всё дело в Вас. Вам придётся смотреть его снова и снова, пока Вам не станет понятно всё». Фильм отсылает зрителя к киноэклектике экспериментального кинематографа 70-х годов.
Первой совместной работой Содерберга с Джорджем Клуни становится фильм «Вне поля зрения» по роману известного американского писателя Элмора Леонарда. В этой криминальной драме описана история романтических взаимоотношений между грабителем банков в исполнении Клуни и федеральным маршалом Карен Сиско в исполнении Дженнифер Лопез.
В полуторачасовом фильме 1999 года «Англичанин» Содерберг показывает своё умение строить нелинейный сюжет с использованием неповторимой техники монтажа. В криминальной драме, выполненной в стилистике нео-нуар, снялись такие культовые американские актёры как Теренс Стэмп и Питер Фонда.
В 2000 году Содерберг снимает два фильма: «Эрин Брокович» и «Траффик», получивших по несколько номинаций на «Оскар» и сделавших Содерберга первым режиссёром с 1939 года, номинировавшимся на «Оскар» как «лучший режиссёр» сразу за две разные работы (из пяти фильмов два были сняты Содербергом). В итоге премию Американской академии киноискусства он получил за картину «Траффик».
«Эрин Брокович» — основанная на реальных событиях социальная драма о матери-одиночке, устроившей судебное разбирательство с компанией PG&E, отравляющей отходами грунтовые воды, с Джулией Робертс в главной роли.
«Траффик» — криминальная драма по сценарию Стивена Гаана, описывающая все этапы торговли наркотиками: от международных поставок до продажи конечным покупателям. На сегодняшний день это самая продолжительная лента режиссёра (147 минут).
В 2001 году Содерберг снимает «11 друзей Оушена» — стилизованный римейк одоимённого фильма 1960 года с Джорджем Клуни, Брэдом Питтом, Джулией Робертс и Мэттом Дэймоном в главных ролях. Фильм становится одним из самых финансово успешных в карьере режиссёра — сборы составили более 183 млн долларов.
Следующим фильмом режиссёра становится низкобюджетная экспериментальная комедия «Во всей красе» — стилистическое продолжение ленты «Секс, ложь и видео» по одноимённому роману Элмора Леонарда.
«Солярис» Стивена Содерберга по одноимённому роману Станислава Лема сильно отличается от экранизации Андрея Тарковского. Содерберг делает акцент не на «нравственной проблематике», а на отношениях между мужчиной и женщиной, любви и сексе. Продюсером фильма стал Джеймс Кэмерон, главную роль сыграл Джордж Клуни.
Следующий проект Содерберга — полудокументальный десятисерийный минисериал «К Стрит» (каждая серия продолжительностью 30 минут) для кабельной телекомпании HBO о лоббистах и политиках в Вашингтоне. Продюсером проекта стал Джордж Клуни. «К Стрит» — первый из нескольких телевизионных сериалов, которые Содерберг планирует снять для HBO.
Фильм «Эрос» стал творческой коллаборацией между тремя культовыми режиссёрами — Стивеном Содербергом, Вонгом Карваем и Микеланджело Антониони. Содерберг снял эпизод «Эквилибриум» — историю о рекламном агенте, страдающем от навязчивого эротического сна и психоаналитике, пытающемся решить не только проблемы своего пациента, но и свои собственные.
В 2004 году вышло продолжение «11 друзей Оушена» — «12 друзей Оушена». В этом фильме Содерберг переиграл практически все темы и сюжетные линии из предыдущего фильма и, благодаря инновационной режиссуре, во многом превзошёл свой же оригинал. На лето 2007 года намечен выпуск «13 друзей Оушена», режиссёром будущей картины вновь станет Содерберг.
В 2005 году Содерберг снимает для HBO пилотную серию Unscripted — телесериала о молодых людях, пытающихся устроиться на работу в Голливуде. Остальные серии снял Джордж Клуни, сценаристом проекта стал Грант Хеслов.
«Пузырь» — экспериментальный низкобюджетный фильм Содерберга с непрофессиональными актёрами без специально написанного сценария, снятый на цифровую видеокамеру. «Пузырь» одновременно был выпущен для показа в кинотеатрах, на DVD и в кабельных сетях. Это первый подобный эксперимент, когда картина выходит в прокат подобным образом. Содерберг планирует снять ещё шесть фильмов в подобном стиле.
