Sydow vystudoval Královskou akademii dramatických umění ve Stockholmu, v padesátých letech působil na několika divadelních scénách a záhy začal spolupracovat se svým krajanem a velkým světovým režisérem Ingmarem Bergmanem. Jejich prvním společným filmem byla v roce 1957 Sedmá pečeť a poté spolu natočili ještě dramata Hodina vlků , Hanba , Náruživost, Lesní jahody, Pramen panny.

Max von Sydow však nezůstal jen hercem evropským, prosadil se i v zámoří. K jeho nejznámějším filmům patří Hana a její sestry, Tři dny kondora, Vymítač ďábla, Intacto, Sníh padá na cedry, Minority Report či Pelle Dobyvatel, za který byl v roce 1988 odměněn Evropskou filmovou cenou.

V roce 1994 byl hostem karlovarského Mezinárodního filmového festivalu, o dva roky později předsedal porotě festivalu Zlatý Golem, v Praze natáčel a několikrát ji navštívil. Max von Sydow je od roku 1951 ženatý a má dva syny.