Stephen John Emery est né en 1969 à Brentwood, dans le comté de l’Essex, en Angleterre. Diplômé de la London Academy of Music and Dramatic Art, c’est au théâtre qu’il découvre sa vocation, en jouant notamment Roméo dans la fameuse pièce de Shakespeare pour la Oxford Stage Company. Il fait du théâtre pendant cinq ans avant de se tourner vers la télévision. Il décroche plusieurs rôles dans des séries britanniques dès 1993 avec Conjugal Rites, Castles, et fait des apparitions dans Inspecteur Barnaby en 1997 ou encore Meurtres en sommeil en 2001. Il interprète ensuite le rôle principal dans des téléfilms et séries comme Men Only en 2001 ou encore NY-LON (2004).

Stephen Moyer fait ses premiers pas sur le grand écran aux côtés de Katherine Heigl et Ron Perlman dans Prince Vaillant, long-métrage irlandais d’Anthony Hickox (1997). Le cinéma fait une nouvelle fois appel à lui en 2000 et il joue dans Quills - la plume et le sang, avec Geoffrey Rush, Kate Winslet et Michael Caine. A la même époque, on peut également le voir à la télévision américaine dans des téléfilms comme Le Royaume des voleurs, avec Keira Knightley, ou 1943 l'ultime révolte, face à David Schwimmer et Donald Sutherland. En 2005, il joue aux côtés d’Al Pacino dans 88 minutes, le thriller de Jon Avnet. Il ne délaisse cependant pas la scène et devient, en 2007, le responsable du théâtre de Brentwood.

2008 est une année décisive pour la carrière de Stephen Moyer car il obtient le rôle de Bill Compton dans la nouvelle série d’Alan Ball True Blood. Il incarne alors un vampire de 173 ans, qui tombe éperdument amoureux de Sookie Stackhouse (Anna Paquin), une humaine télépathe. La série connaît un succès mondial et, grâce à son personnage, Moyer devient véritablement populaire auprès du public.

Son succès dans True Blood lui permet de jouer de plus en plus au cinéma. Ainsi, Moyer est à l’affiche de Ice en 2010 et de Priest en 2011. On le retrouve également cette même année dans The Big Valley avec Jessica Lange. Il apparait ensuite dans Open House, aux côtés d’Anna Paquin et Tricia Helfer, un film qui est réalisé par son beau-frère Andrew Paquin. Enfin, il tourne aussi dans The Double, avec Richard Gere.