Nato a Minneapolis - nel Minnesota - nel 1950 -, figlio di una pittrice e scultrice e di un insegnante di inglese e teatro in un liceo e musicista jazz, Richard Dean Anderson sviluppa fin da giuvanissimo un grande amore per lo sport, la musica, l’arte e la recitazione. È un ragazzo irrequieto: fa numerosi viaggi in autostop ed uno in bicicletta dal Minnesota all’Alaska (oltre cinquemilaseicento miglia), inizialmente con molti amici per poi viaggiare da solo negli ultimi trentaquattro giorni.

Dopo il liceo studia recitazione alla St. Cloud State University ed alla Ohio University, ma non consegue la laurea. Proprio alla Ohio University segue un corso intensivo fondamentale per la sua futura carriera, in quanto lo costringe a una disciplina che non aveva. Qui impara come sostenere un'audizione e riceve una preparazione per il vero e proprio mestiere dell’attore

Dopo l’università si trasferisce a San Franjcisco ed a New York, per poi trasferirsi definitivamente a Los Angeles. Nella bassa California tiene degli spettacoli come mimo di strada e giocoliere, lavora in un cabarete come intrattenitore acquatico a Marineland. Quindi appare al Pilgrimage Theater nella produzione teatrale Superman in the Bones. Recita in altri spettacoli teatrali e forma una rock band con l’amico Carl Dante - dal nome Rick Dean and the Dante - in cui Anderson canta e suona la chitarra.

Il suo primo ruolo televisivo importante è quello del giovane Dottor Jeff Webber nella popolare soap General Hospital. Dopo quattro anni (1977-81) in quella parte ruolo recita varie volte come guest star in serie come L’albero delle mele (1981), FBI oggi (1981) e Love Boat (1982) e fa parte del cast di due serie tv prodotte dalla CBS: Sette spose per sette fratelli (1982-83, ventun episodi) e Navy (1983, ventitré episodi).

Due anni dopo (nel 1985) viene scelto come protagonista per il celebre telefilm MacGyver, prodotta dalla ABC (produttore esecutivo Henry Winkler, il Fonzie di Happy Days). MacGyver va in onda per la prima volta nel settembre 1985, contando circa centoquaranta episodi per sette stagioni consecutive (1985-92). La serie viene seguita da due film tv (MacGyver: Trail to Doomsday e MacGyver: Lost Treasure of Atlantis), entrambi prodotti ed interpretati da Anderson e andate in onda nel ’94.

Nel frattempo recita in alcuni film tv, fra cui Ordinary Heroes (1985), Through the Eyes of a Killer (1992) e Beyond Betryal (1994). Nel ’95 fornisce un’ottima performance nel ruolo di un padre che lotta per accettare la morte del figlio nel film tv Past the Bleachers.

All’inizio degli anni Novanta tenta di produrre - con la sua casa di produzione, la Gekko Film Productin - due serie tv dal titolo Firehouse e Legend, ma avranno entrambe vita brevissima.

Nel ’96 recita nella miniserie Pandora’s Clock.

In seguito al successo di tale miniserie Anderson stipula un accordo di collaborazione fra la Gekko Film, la MGM/UA  e la Showtime per la realizzazione di una nuova serie fantascientifica, ovverosia Stargate SG-1, ispirata al film Stargate (1994). Questa nuova serie si rivela un grandissimo successo. Anderson recita nel ruolo del colonnello Jack O’ Neill per otto stagioni consecutive (1997-2005). Riprenderà il suo personaggio come “guest star” in alcuni episodi della nona e decima stagione si SG-1 ed in tre episodi della terza stagione della prima serie spin-off di SG-1, Stargate Atlantis. Recita nuovamente nel ruolo di O’Neill nel film Stargate: Continuum (2008). Torna ad interpretare O'Neill - sempre come guest star - nella terza serie di Stargate Universe.

Dopo il 2010 è apparso in alcuni episodi dei telefilm Fairly Legal (2010), Raising Hope (2011), MacGyver and the New Citan (2012) e Non fidarti della str… dell’interno 23 (2013).

Al cinema è apparso in ruoli secondari in L’ospedale più pazzo del mondo (1982) di Garry Marshall, Eroe comune (1986) di Peter H. Cooper, Odd Jobs (1986) di Mark Story ed il già citato Stargate: Continuum.

Richard Dean Anderson ha coltivato (e coltiva) numerosi interessi per arte, musica, sport e per l’impegno sociale.

Durante le medie ed il liceo, ambiva a diventare un giocatore di hockey professionista, ma dovette rinunciare dopo la frattura di entrambe le braccia in due incidenti; questo lo incoraggiò a proseguire la carriera teatrale. L’amore per tale sport lo porterà a cofondare, nel 1986,  il Celebrity All-StarHockey Team, una squadra di hockey formata da celebrità - fra  cui Michael Keaton e Michael J. Fox; l’obiettivo del team sarebbe stato promuovere il gioco dell'Hockey e raccogliere denaro per opere di beneficenza negli Stati Uniti ed in Canada. Anderson è stato anche, per due volte (nel 1988 e nel 1992), capitano onorario della squadra olimpica di hockey statunitense. Ama anche i veicoli veloci ed ha partecipato due volte (nel 1987 e 1988) alla Toyota Grand Prix Cup, una corsa automobilistica che si svolge al festival Long Beach Celebrity Race.

Anderson Si è impegnato e s’impegna molto anche nel sociale. È uno fra gli amministratori del Challengers Boys and Girls Club, un’organizzazione fondata nel ’68 con l’obiettivo di ridurre la delinquenza e l'alienazione giovanile. In un'intervista del ’91 all’«Orange Coast Magazine», raccontò di esser nella “lista nera” delle star da boicottare secondo la National Rifle Association per il modo in cui la serie MacGyver si è occupata del combattere la violenza e l’eccessiva diffusione della armi da fuoco negli Stati Uniti, e di esserne fiero.

Nel ’95 viene premiato per il suo impegno nel sociale con il Celebrity Award da parte dell'associazione Make-A-Wish Foundation, un’associazione che esaudisce i desideri di bambini malati terminali. Grazie a Anderson molti bambini hanno avuto la possibilità di visitare il set di Stargate SG-1.

Sostiene inoltre numerose associazioni ambientaliste, fra le quali Waterkeep Alliance, Sea Shepherd Conservation Society, Charles Darwin Foundation, National Wildlife Federation, Greenpeace.