A kaliforniai Lynwoodban született, családjával sokat költözött apja munkája miatt. Gyermekkorában énekelt egy baptista kórusban, verseket írt, kosarazott, baseballozott és focizott, 18 évesen saját építésű kenujával közép-nyugatról leevezett a folyókon a Csendes-óceánig. A kaliforniai egyetemen, ahol színi órákra is járt, marketing diplomát szerzett, de a reklámszakmában alig egy hónapot töltött. Színészi álmait dédelgetve Richard Burton bíztatására, akivel egy repülőúton véletlenül ismerkedett meg, Hollywoodba költözött, ahol minden munkát elvállalt. Volt teherautó-sofőr, dolgozott halászhajón, vezetett buszos túrákat a sztárok otthonához, míg végül megtalálta útját a filmgyárba.

Karrierje komótosan döcögött: első szerepét egy szexfilmben kapta, a Frances című filmben már volt egy mondata, A nagy borzongásban szerepét addig kurtították, amíg csak egy holttestet "játszott" a boncasztalon - mindez annál dühítőbb volt számára, mert ezért utasította vissza a Háborús játékok főszerepét. Lawrence Kasdan rendező kárpótlásul hívta 1985-ben a Silverado című westernbe, amivel Costner végre befutott. Ezt követte a Nincs kiút című politikai thriller és az Aki legyőzte Al Caponét című gengszterfilm, igazi sztárrá és szex-szimbólummá a Baseball bikák és a Baseball álmok avatta. A sármos színész a bevételekből saját filmcéget alapított, s egyre merészebb terveket szőtt.

1990-ben visszautasította a Vadászat a Vörös Októberre című filmben neki ajánlott szerepet, inkább leforgatta kedvenc műfaja, a western feltámasztására szánt Farkasokkal táncolót. Rendezői és produceri bemutatkozása kirobbanó sikert aratott: a háromórás eposz hét Oscar-díjat söpört be, Costner megkapta a legjobb filmnek és legjobb rendezőnek járó szobrocskát is. Egy évvel később viszont a legrosszabb alakításnak járó Arany Málna-díjat "nyerte" el a Robin Hood - A tolvajok fejedelme címszerepéért.

A politikai filmek világába 1991-ben az Oliver Stone rendezte, a Kennedy-gyilkosságot feldolgozó JFK-ben kóstolt bele, Jim Garrison vizsgálóbíró szerepében, majd a kubai rakétaválság idején játszódó, a Tizenhárom nap - Az idegháború című alkotásban Kennedy elnök tanácsadóját alakította. A Több mint testőr című zenés romantikus filmben (1992) Whitney Houston jóképű testőrét játszotta, egy évvel később a Clint Eastwood rendezte A tökéletes világ című krimiben volt gyilkos. Ezt követőn azonban látványos anyagi és erkölcsi bukások következtek, így a Wyatt Earp, a gyártási költségeit alig behozó Waterworld - Vízivilág, A jövő hírnöke vagy A pálya csúcsán című baseball-filmje. A megtépázott tekintélyű színész pénztárcájára 1994-ben újabb csapást mért válása gyermekkori szerelmétől, három gyermeke anyjától.

A kudarcok nem szegték kedvét, az ezredfordulón kedvező visszhangot kapott az Üzenet a palackban című szerelmi románcban nyújtott alakítása, s dicsérték a Fegyvertársak című westernben is, amelyet ismét ő rendezett. Az utóbbi film kedvéért visszautasította Quentin Tarantino ajánlatát, aki a Kill Billben eredetileg neki szánta Bill szerepét, amit végül David Carradine játszott el. A Mr. Brooks című thrillerben ismét egy sorozatgyilkost játszott, tavaly a Jack Ryan: Árnyékügynök című kémfilmben, a 3 nap a halálig című akciófilmben, valamint a Black and White című, a fajok közti feszültségekkel foglalkozó drámában is láthatták a mozirajongók.

Costner tévés producerként az amerikai őslakosok életéről szóló dokumentumsorozatot szerkesztett, amelynek narrátora is volt. Zenészként is aktív: country-rock zenekarával 2007 óta koncertezik és három albumot adott ki. Rendszeresen jár golfversenyekre, s az angol Arsenal labdarúgó csapat nagy rajongója.

A több újság által többször is a legszexisebb férfiak közé választott Kevin Costner magánéletével is szerepel az újságok oldalain. 2004-ben újra megnősült, a majd húsz évvel fiatalabb Christine Baumgartner német divattervezőt vezette oltár elé. Két házasságából és egy kapcsolatából hét gyermeke született.

Oscar-díjai mellett három Golden Globe-díjjal is büszkélkedhet. 2013-ban a Hatfields and McCoys című, az amerikai polgárháború után játszódó sorozatban nyújtott alakításáért átvehette a legjobb színésznek járó Golden Globe-, az Emmy-, valamint az amerikai film- és televíziós színészek céhének (SAG) díját is. Ugyancsak két éve filmes életművéért tiszteletbeli César-díjjal, az Oscar-díj francia megfelelőjével tüntették ki.