Springfield, Massachusetts'te aktör Bing Russell (1926-2003) ve dansçı Louise Julia Russell'ın çocuğu olarak doğdu.  Jill, Jamie ve Jody adında 3 kız kardeşi vardır. Oyunculuğa küçük yaşlarda başlayan Russell, 1963'te başrolünde oynadığı The Travels of Jaimie McPheeters dizisiyle ünlendi. Bu yıllarda daha çok televizyon dizilerinde yer aldı. Beyzbol kariyeri de olan Russell, babasının sahibi olduğu takımda da oynadıktan sonra sakatlıklar neticesinde 22 yaşında profesyonel kariyerini sonlandırarak tamamen aktörlüğe yöneldi. 1981 yapımı New York'tan Kaçış filmindeki Snake Plissken karakteri, en çok tanındığı rollerden biri oldu, 1996'daki Los Angeles'tan Kaçış adlı devam filminde de aynı karakteri canlandırdı. 1986'da bir başka John Carpenter filmi Küçük Çin'de Büyük Bela'da (Big Trouble in Little China) oynadıktan sonra 1989 yapımı Tango ve Cash filminde başrolü, dönemin bir diğer aksiyon yıldızı Sylvester Stallone ile paylaştı. 1994'te Roland Emmerich'in Yıldız Geçidi, 1998'de Asker, 2001'de Amenaber'ın Gözlerini Aç filminşn uyarlaması Vanilla Sky'da oynadı. 2006'da Poseidon'dan Kaçış, 2015'te Hızlı ve Öfkeli 7 filmlerinde de kadrodaydı. Muhteşem Yedili'nin yeni uyarlamasında, Deepwater Horizon'da, Hızlı ve Öfkeli 8'de kalabalık kadroların önemli parçası oldu.

1979'da oyuncu Season Hubley ile evlenen Russell'ın ilk oğlu Boston Oliver Grant Russell, 1980'de doğdu. 1983'te boşanmasından bu yana ünlü aktris Goldie Hawn ile beraber olan aktörün ikinci oğlu Wyatt Russell ise 1986'da doğdu. Wyatt Russell profesyonel buz hokeyi kariyerinin ardından aktörlüğe yönelmiştir. Goldie Hawn'ın önceki evliliğinden doğan çocukları Oliver Hudson ve Kate Hudson'ın üvey babasıdır.