Nato a Edimburgo nel 1930, esordisce al cinema in una piccola parte (in cui non viene neppure accreditato) in Le armi del re (1954) di Herbert Wilcox.

Dopo numerosi ruoli secondari (Il bandito dell’Epiro - 1957 - di Terence Young, Club di gangsters - 1957 - di Montgomery Tully, La grande porta grigia - 1957 - di Gerald Thomas,  I piloti dell’inferno - 1958 - di Cy Endfield, in cui lavora con Patrick McGoohan, Titanic, latitudine 41 Nord - 1958 - di Roy Ward Baker, il disneyano Darby O’Gill e il re dei folletti - 1959 - di Robert Stevenson, Il terrore corre sul fiume - 1959 - di John Guillermin, con Gordon Scott e Anthony Quayle, Scotland Yard sezione omicidi - 1961 - di John Lemont, ed il celebre Il giorno più lungo - 1962 - di Ken Annakin, Andrew Marton e Bernhard Wicki), si afferma come agente James Bond in sei film: Agente 007 - Licenza di uccidere (1962) di T. Young, con Ursula Andress, Agente 007 - Dalla Russia con amore (1963), anch’esso diretto da T. Young ed in cui recita con la grande attrice di teatro austriaca Lotte Lenya (vedova di Kurt Weill ed ex Jennie de L’opera da tre soldi - 1929 - di Bertolt Brecht), Agente 007 - Missione Goldfinger (1964) di Guy Hamilton, con Honor Blackman e Gert Fröbe, Agente 007 – Thunderball (Operazione Tuono) (1965) di T. Young, con Adolfo Celi, Agente 007 - Si vive solo due volte (1967) di Lewis Gilbert, Agente 007 - Una cascata di diamanti (1971) di G. Hamilton.

Tutti film che, sia pur inframezzati da altre pellicole di alto livello (Marnie - 1964 - di Alfred Hitchcock, con Tippi Hedren e Diane Baker, La donna di paglia - 1964 - di Basil Dearden, con Gina Lollobrigida, La collina del disonore - 1965 - di Sidney Lumet, con Michael Redgrave, la commedia Una splendida canaglia - 1966 - di Irvin Kershner, il western Shalako - 1968 - di Edward Dmytryk, con Brigitte Bardot, La tenda rossa - 1969 -,  in cui lavora con Claudia Cardinale), fanno di lui il James Bond per eccellenza.

Negli anni Settanta interpreta film quali I cospiratori (1970) di Martin Ritt, in cui, insieme al grande Richard Harris, si lancia in una superlativa  “gara di bravura” in cui stabilire un “vincitore” sarebbe impresa a dir poco ardua, Rapina record a New York (1971) di Sidney Lumet, film d’esordio di un giovane Christopher Walken, l’inquietante Riflessi in uno specchio scuro (1973), anch’esso diretto da S. Lumet e considerato come una fra le migliori performances della sua intera carriera (purtroppo è anche fra le meno note al cosiddetto “grande pubblico”) Zardoz (1973) di John Boorman, film di cui rimane memorabile il suo look (completamente calvo e con i baffoni), Assassinio sull’Orient Express (1974) di S. Lumet, tratto dal libro omonimo (1934) di Agatha Christie ed interpretato da Albert Finney, Lauren Bacall, Vanessa Redgrave Martin Balsam, Ingrid Bergman, Jacqueline Bisset, Colin Blakely, Jean-Pierre Cassel, George Coulouris, John Gielgud, Rachel Roberts, Richard Widmark e Michael York, Ramsom, stato di emergenza per un rapimento (1974) di Nils Tahivik, con Ian McShane, L’uomo che volle farsi re (1975) di John Huston, con un bravissimo Michael Caine, Il vento e il leone (1975) di John Milius, con Candice Bergen e Brian Keith, Robin e Marian (1976) di Richard Lester, con Audrey Hepburn, Richard Harris, Robert Shaw e Nicol Williamson, Il prossimo uomo (1976) di Richard C. Sarafian, con Cornelia Sharpe, Quell’ultimo ponte (1977) di Richard Attenborough, Cuba (1979) di R. Lester, con Brooke Adams, 1855 - La prima grande rapina al treno (1979) di Michael Crichton, con Donald Sutherland,  ed il modesto catastrofico Meteor (1979) di Ronald Neame, con Nathalie Wood, Henry Fonda, Karl Malden, Brian Keith e Martin Landau.

Negli anni Ottanta, la seconda fase della sua carriera comincia ancora con James Bond (il “fuori serie” Agente 007 - Mai dire mai - 1983 - di Irvin Kershner, remake del già citato Agente 007 - Thunderball), mentre film quali Cinque giorni, una estate (1982) di Fred Zinnemann, Highlander - L'ultimo immortale (1984) di Russell Mulcahy e Il nome della rosa (1986) di Jean-Jacques Annaud, tratto libro omonimo (Premio Strega 1981) di Umberto Eco, segnano un’ulteriore ascesa che culminerà con Gli intoccabili (1987) di Brian De Palma, in cui lavora con Kevin Costner, Andy Garcia e Robert De Niro e con cui vince un meritato Oscar come Miglior Attore Non Protagonista, Il presidio - Scena di un crimine (1988) di Peter Hyams, Indiana Jones e l'ultima crociata (1989) di Steven Spielberg, con Harrison Ford, e Sono affari di famiglia (1989) di S. Lumet, con Dustin Hoffman.

Il successo prosegue negli anni Novanta con ruoli molto differenti fra loro, ad ulteriore conferma e dimostrazione della sua grande versatilità. Ricordiamo Caccia a Ottobre Rosso (1990) di John McTiernan, tratto dal libro omonimo di Tom Clancy, La casa Russia (1990) di Fred Schepisi, Robin Hood principe dei ladri (1991) di Kevin Reynolds, in cui lavora nuovamente con Kevin Costner interpretando Re Riccardo Cuor di Leone, Mato Grosso (1992) di John McTiernan, con Lorraine Bracco, Sol Levante (1993) di Philip Kaufman, in cui interpreta un elegante poliziotto, il drammatico La giusta causa (1994) di Arne Glimcher, Alla ricerca dello stregone (1994) di Bruce Beresford, Il primo cavaliere (1995) di Jerry Zucker, in cui lavora con Julia Ormond, Richard Gere e Ben Cross interpretando Re Artù di Camelot, The Rock (1996) di Michael Bay, Scherzi del cuore (1998) di Willard Carrol, con Gena Rowlands The Avengers - Agenti speciali (1998) di Jeremiah S. Chechik, Entrapment (1999) di Jon Amiel, con una giovane Catherine Zeta-Jones (reduce dal successo de La maschera di Zorro  - 1998 - di Martin Campbell), Scoprendo Forrester (2000) di Gus Van Sant, sua ultima grande performance.

Dopo il modesto La leggenda degli uomini straordinari (2003) di Stephen Norrington ed alcuni progetti non andati in porto, nel 2005, all’età di settantacinque anni, Sean Connery ha annunciato ufficialmente la sua decisione di abbandonare il cinema e si è ritirato a vita privata.

Quattro anni dopo ha rifiutato di tornare alla recitazione per interpretare nuovamente il ruolo del padre di Indiana Jones nel quarto film della saga (Indiana Jones e il regno del teschio di cristallo di Steven Spielberg) dichiarando: «Ormai interpreto ogni giorno un unico ruolo: quello del giocatore di golf».