A New York állambeli Amsterdamban született Issur Danielovitch Demsky néven, egy Oroszországból bevándorolt hétgyermekes zsidó család egyedüli fiaként. Nehéz gyermekkora ellenére kiválóan tanult, sportolt, az egyetemen birkózásban és színjátszásban is jeleskedett. New Yorkban az Amerikai Színművészeti Akadémia diákja volt, közben több mint ötven különböző munkahelyen dolgozott, hogy előteremtse a tandíjat.
A harmincas évek végén, amikor színpadi pályafutása elindult, nevét Kirk Douglasre változtatta. Amerika hadba lépése után, 1941-ben bevonult a haditengerészethez, a színpadra csak 1945-ben tért vissza. A következő évben kezdődött filmes pályafutása, melynek során mindvégig sikerült elkerülnie a beskatulyázást, drámai hősöket, romantikus és modern figurákat egyaránt hitelesen személyesített meg, alakításait a természetesség mellett lélektani elmélyültség jellemezte. 1949-ben játszott először Burt Lancaster oldalán, legendás párosuk hét kasszasikert eredményezett (köztük az Újra szól a hatlövetű című westernnel vagy a Hét májusi nap című politikai thrillerrel), az utolsó a sorban a Kemény fickók (1986) volt.
1950-ben A bajnok című film ökölvívójáért jelölték először Oscar-díjra, majd az évtized során még kétszer: 1953-ban A szörnyeteg és a szépség, 1957-ben A nap szerelmese című filmért. Az igazi hírnevet ez utóbbi hozta meg számára, a festő Vincent van Gogh megszemélyesítéséért elnyerte a Golden Globe-díjat. Ezután olyan kasszasikerek következtek, mint a Stanley Kubrick által rendezett Spartacus (1959), a Telemark hősei (1965), az Őrjöngés (1978) és a Végső visszaszámlálás (1980).
1955-ben saját vállalatot alapított, amelynek első filmje 1957-ben A dicsőség ösvényei című, Kubrick rendezte háborús dráma volt. A jó szimatú Douglas megvette Ken Kesey Száll a kakukk fészkére című művének filmjogait, amelyet - érdeklődők hiányában - végül fiának adott. Michael 1975-ben hatalmas sikerű filmmel hálálta meg az apai nagyvonalúságot: az alkotás a kilenc Oscar-jelölésből ötöt díjra váltott, és mindet a fő kategóriában (legjobb film, férfi és női főszereplő, rendezés, forgatókönyv), a filmtörténetben ez mindössze még két filmnek sikerült.
Az idősebb Douglas már befutott filmsztár volt, amikor a rendezéssel is megpróbálkozott, filmjeiben szerepet is vállalt (A himpellér 1973, Különítmény 1975). Nevét és arcát több tévéjátékhoz és sorozathoz adta. Népszerűségét kiváló üzleti érzékkel kamatoztatta, egy japán reklámban például 50 ezer dollárért csak a kávé szót ejtette ki. Családszerető ember: a Túl nagy család című 2003-as filmben együtt játszott fiával, a szintén Oscar-díjas Michael Douglasszel, korábbi feleségével, valamint Cameron nevű unokájával is. A saját munkáihoz meglehetősen kritikusan viszonyuló színész mintegy száz filmjének alig negyedére büszke, sokat pedig egyáltalán nem szeret.
Az ötvenes években, amikor a McCarthy-féle boszorkányüldözés szele elérte Hollywoodot, bátran kiállt a baloldali érzelmekkel gyanúsított szerzők és művészek mellett, nagy érdemei voltak a feketelista felszámolásában. Élete legfontosabb munkájának a négy Oscar-díjat nyert Spartacust tekinti, amelynek nemcsak szereplője, hanem producere is volt, de egy nyilatkozata szerint azért tartja mérföldkőnek, mert a korábban feketelistás Dalton Trumbo forgatókönyvíró nevének a stáblistára való kiírásával ért véget jelképesen a McCarthy-korszak.
A színész 1986 óta szívritmus-szabályozóval él. 1991-ben helikopterbalesetet szenvedett, néhány évvel később súlyos szélütés érte, de ismét megtanult járni és beszélni. A jótékonysági események rendszeres résztvevője, feleségével több közhasznú szervezetet - köztük Alzheimer-kórosokat gondozó és nőknek menedéket nyújtó központot - támogatnak, és a rászorulóknak pulykavacsorát osztanak hálaadás napján. Idős kora ellenére rendszeres internethasználó, és a hírességek között minden bizonnyal ő a legidősebb blogger. 2012-ben e-könyvben mesélt életéről (az előszót George Clooney írta), a memoár hangoskönyv-változatának narrátora fia, Michael Douglas volt.
Számtalan kitüntetése mellett 1981-ben megkapta a civileknek odaítélhető legmagasabb amerikai kitüntetést, az Elnöki Szabadságérmet, 2002-ben a művészeknek adható legmagasabb elismerést, a National Medal of Arts kitüntetést, de birtokosa a francia Becsületrendnek is. 1968-ban a Golden Globe-díjátadón a Cecil B. DeMille-díjjal, 1991-ben az Amerikai Filmintézet életműdíjával, 1996-ban tiszteletbeli Oscar-díjjal, 2001-ben a Berlini Filmfesztivál Arany Medve-díjával tüntették ki. A Kennedy Center díjának birtokosa, és természetesen van csillaga a Hírességek sétányán is. A zsidó gyökereit mindig büszkén vállaló művész novemberben a Zsidó Világkongresszus kulturális kitüntetését vehette át Izrael állam támogatásáért.
A százéves színész nevével egy évtizede díjat alapítottak, amelyet Harrison Ford, John Travolta, Ed Harris, Quentin Tarantino, Robert De Niro és Michael Douglas is megkapott.
