Родился 14 января 1963 года в Атланте, крупнейшем городе штата Джорджия. Его родителями были мать Мэри-Энн, урожденная Бернард, и отец Питер Эндрю Содерберг, работавший в университете в качестве педагога и администратора. Предки Эндрю по отцовской линии были иммигрантами из Швеции. Еще когда мальчик был совсем маленьким, семья оставила Атланту, и переселилась в Шарлоттсвилль, штат Вирджиния. Здесь прошло все детство Содерберга. Позднее они снова переехали. На сей раз их домом стал Батон-Руж, в штате Луизиана. В этом городе Питер получил должность декана в местном Университете. В это время Стивен увлекся киноискусством и совершил свои первые видеосъемки с помощью камеры, позаимствованной у студентов. Мать мальчика в это время часто появлялась на экранах местного телевизионного канала.
Первоначально Содерберг поступил на обучение в школу при Университете Луизианы. Несмотря на то, что в возрасте пятнадцати лет он еще не был студентом, Стивен уже поступил на курсы аниматоров при университете. Там же он начал снимать свои ранние работы на 16 мм пленку. Затем, вместо того, чтобы стать студентом и получить высшее образование, он бросил обучение и отправился на поиски счастья в Голливуд. Первое время молодой человек едва мог свести концы с концами, пока наконец ему не удалось получить более или менее достойную постоянную работу внештатного режиссера. Прорыв в карьере Содерберга произошел в 1985 году, после того, как он руководил съемкой концертного видео для рок-группы Yes. Эта работа получила номинацию на премию «Грэмми». В 1989 году состоялся его дебют в полнометражном кино. Драма «Секс, ложь и видео» рассказывала сложную историю о взаимоотношениях отчаявшихся мужчины и женщины. Сценарий для съемок был написан Содербергом всего лишь за восемь дней. Роли в драме исполнили Энди Макдауэлл и Джеймс Спейдер. Лента быстро получила статус культовой, внесла большой вклад в революцию независимого кинематографа и имела большой коммерческий успех. На Каннском фестивале лента была удостоена «Золотой пальмовой ветви» — Стивен стал самым молодым победителем и значимым открытием.
В 1991 году Содерберг создал новую работу – драму «Кафка», рассказывающую хитросплетенную историю, состоящую из вымышленных мистических и биографических фактов. Главную роль в фильме исполнил Джереми Айронс. В 1998 году на экраны вышла коммерчески успешная криминальная комедия «Вне поля зрения» с Джорджем Клуни и Дженнифер Лопес в главных ролях. Через два года режиссер создал еще одну нашумевшую картину – байопик «Эрин Брокович». Главную роль в нем исполнила Джулия Робертс, которая получила «Оскар» за работу. В 2000 году Стивен поставил триллер «Траффик», исследующий систему оборота наркотиков, всевозможные проявления наркотической зависимости и ее последствия. Проект имел оглушительный успех и вызвал большой резонанс в обществе. Лента была удостоена множества престижных кинематографических премий, в том числе получила четыре статуэтки «Оскар», две премии BAFTA и премию «Золотой глобус».
Через год режиссер взялся за работу над приключенческой криминальной комедией «Одиннадцать друзей Оушена». В фильме была задействованы Джордж Клуни, Бред Питт, Мэтт Деймон, Джулия Робертс. Сам Содерберг исполнил небольшую роль грабителя сейфов. Фильм собрал в прокате 450 миллионов долларов и впоследствии породил несколько сиквелов. В 2002 году Стивен предложил зрителям свое прочтение повести Станислава Лема «Солярис», экранизированной ранее Андреем Тарковским. Одним из продюсеров ленты выступил Джеймс Камерон. Затем режиссер создал биографический фильм «Че», триллер «Информатор», фильм-катастрофу «Заражение». В 2012 году зрители увидели новую работу Содерберга — мелодраму «Супер Майк» с Ченнингом Татумом в главной роли.
