D'abord tenté par l'écriture, c'est finalement vers le métier d'acteur que Liev Schreiber se tourne. Etudiant à la prestigieuse Royal Academy of Dramatic Arts de Londres puis à la Yale School of Drama, il fait ses premiers pas sur scène à Broadway où il joue dans In the Summer House. Il se produit dans des pièces comme Moonlight, d'Harold Pinter. En 1995, son rôle de Cotton Weary dans Scream et sa suite Scream 2 lui apporte la reconnaissance publique. Après ce triomphe au box-office, les propositions se font plus nombreuses : il tourne dans La Rançon de Ron Howard, L' Heure suprême aux côtés de Paul Newman, Hurricane Carter avec Denzel Washington ou encore dans le thriller La Somme de toutes les peurs.

En 2004, Liev Schreiber est à l'affiche d'Un crime dans la tête, remake du film de John Frankenheimer réalisé par Jonathan Demme, où il retrouve Denzel Washington. Année de changement, 2004 marque le passage de l'acteur à la réalisation avec Tout est illuminé, adapté du roman de Jonathan Safran Foer et emmené par Elijah Wood. En 2006, il renoue avec ses premiers amours en jouant dans le film d'horreur 666 la malédiction. S'il retrouve ensuite un registre plus classique avec Le Voile des illusions, L'Amour aux temps du choléra et Les Insurgés, Liev Schreiber revient vite au cinéma fantastique qui l'a révélé en incarnant le mutant Dents-de-sabre dans X-Men Origins: Wolverine, où il affronte Hugh Jackman.

La même année on le voit s'amuser d'un ton léger dans le film d'Ang Lee sur l'histoire incongrue de la naissance du festival de Woodstock, avant de le revoir dans les rôles plus intenses propres aux films d'action et il enchaîne ainsi, Repo Men, aux côtés de Jude Law et Salt où il côtoie Angelina Jolie.

Comme beaucoup d'acteurs talentueux, Liev Schreiber ne résiste pas à l'appel des séries de qualité. Il est ainsi choisi pour jouer le charismatique Ray Donovan, un père de famille au passé trouble qui s'occupe des litiges les plus confidentiels des familles aisées de Los Angeles. Le programme dure de 2013 à 2020. En parallèle, le comédien fait office de second rôle remarqué dans Fight Games, Le Majordome, Apprenti Gigolo et L'Intégriste malgré lui. Il joue en 2014 un champion d'échecs russe dans Le Prodige et un rédacteur en chef brillant dans l'oscarisé Spotlight. A l'apogée de sa carrière, il campe le colonel Eric Vosch dans La 5ème vague et un boxeur on ne peut plus teigneux dans Outsider.

Sollicité par les réalisateurs les plus brillants, Liev Schreiber joue pour Woody Allen dans Un jour de pluie à New York et pour Wes Anderson dans L'Île aux chiens, The French Dispatch et Asteroid City.