Brasileiro de Petrópolis, no estado do Rio de Janeiro, Rodrigo Santoro demonstrou interesse pelo mundo das artes desde pequeno, quando adaptava filmes do cinema e da TV para o teatro de sua escola. Se muda para o Rio aos 17 anos, onde ingressou na Oficina de Atores da Rede Globo de Televisão. Ao mesmo tempo, cursou Publicidade na PUC. Em 1993, fez sua estreia na TV com "Olho no Olho", mas só veio a se destaca um ano depois em "Pátria  Minha". Participou ainda de novelas como "Explode Coração", "O  Amor Está no Ar", "Suave Veneno", "Estrela  Guia" e "Mulheres Apaixonadas", e de episódio da série "Comédia  da Vida Privada" e das mini-séries "Hilda Furacão" e "Hoje é Dia de Maria". No teatro, viveu o personagem-título da peça  "D'Artagnan e os Três Mosqueteiros".

Por ter se formado na TV e por sua bela estampa, Rodrigo  era tido como típico galã de novelas, até  protagonizar Bicho de Sete Cabeças e, em seguida, Abril  Despedaçado, de Walter Salles. Seu sucesso foi tamanho nos dois filmes que a Columbia Pictures o convocou para uma participação especial  na produção internacional As Panteras - Detonando. No cinema internacional, atuou ainda em Simplesmente Amor, 300, Che, O Golpista do Ano, Recém-Formada e O Que Esperar Quando Você Está Esperando. Integrou a série de TV americana "Lost" na 3ª temporada, como o personagem Paulo, um dos sobreviventes da queda.

Apesar do destaque em Hollywood, nunca deixou de trabalhar no Brasil, participando ainda de produções como Não Por Acaso, Os Desafinados, Heleno, Meu País e Reis e Ratos. Foi comandado por Pablo Trapero em Leonera e Roland Joffé em There Be Dragons.