Steve McQueennek nehéz gyermekkora volt: születésekor édesanyja mindössze 19 éves volt, apja pedig a gyermek kétéves korában magára hagyta a családot. A középiskolából is elbocsátották, ezért belépett a haditengerészetbe.

Debütálása a Girl on the Runban volt, de csak szöveg nélküli szerep volt, és a stáblistára sem került fel. Következő filmjében a Valaki odafönt címűben Paul Newman volt a főszereplő, McQueen továbbra sem kapott nagy szerepet, mindössze egy utcagyereket alakított. Ezután több sorozatban kapott szerepet, de itt is csak néhány epizód erejéig. Első komoly moziszerepe a Never Love a Stranger volt. Népszerűségét az 1960-as A hét mesterlövésznek köszönheti, ahol olyan nagy színészekkel dolgozott együtt, mint Charles Bronson, Eli Wallach, James Coburn, Robert Vaughn. 1962-ben Németországba utazott néhány amerikai színésszel azért, hogy elkészítsék A nagy szökést (The Great Escape), ami McQueen legismertebb filmjei közé tartozik. 1963-ban, a Szerelem a megfelelő idegennelben egy zenélésből élő férfit alakít, aki teherbe ejt egy nőt (Natalie Wood), akit alig ismer. Szerepéért megkapta az első Golden Globe-jelölését. Ismét kritikai elismerést kapott, amikor 1967-ben eljátszotta a Homokkavicsok főszerepét. Alakítása Oscar és Golden Globe jelölést hozott.

1968-ban stúdiót alapított, és elkészítette a San Franciscó-i zsarut. Az egyik jelenetben McQueen 160km/h-val megy San Francisco meredek útjain. A film bemutatóján azonban nem tudott ott lenni, mert beteg anyjával volt együtt, aki agyvérzést kapott. McQueen utolsó két Golden Globe-jelölését 1970-ben a Zsiványok és 1974-ben a Pillangó című filmért kapta.

Steve autóversenyző volt, ezért 1971-ben egy erről szóló filmet akart készíteni. Ez azonban kudarcba fulladt, mert összetörte autóját a versenypályán. Emiatt nemcsak el kellett adnia a stúdióját, hanem első felesége is elhagyta.

1972-ben, A szökés-ben egy szabadlábon lévő bűnözőt alakít, akit azért üldöznek, mert kirabolt egy bankot. Azonban a pénz Rudy Buttlernek (Al Lettieri) is kell. Társával, aki a filmben a feleségét alakította (Ali McGraw), a filmben ismerkedtek meg, és ebben az évben össze is házasodtak.

1974-ben újra Paul Newmannel játszott együtt a Pokoli torony című filmben, amelyben egy tűzoltót alakít, aki a San Franciscó-i Üvegtornyot, a világ legmagasabb felhőkarcolóját próbálja megmenteni csapatával a lángoktól. Később a film második részét is eltervezték, de akkor McQueen már túl beteg volt. A Piszkos Harry c. filmben őt jelölték ki az eredeti főszereplőnek, de ő nem vállalta azzal az indokkal, hogy nem akar még egy zsarus filmben szerepelni. 1961-ben az Álom luxuskivitelben c. filmben is ő lett volna a főszereplő, de ezt sem tudta elvállalni, mert abban az évben a Wanted: Élve vagy halva című sorozatot forgatta, és szerződését nem bonthatta fel.

1980-ban elvette harmadik feleségét. Abban az évben tudta meg, hogy rákos. Utolsó alakítása 1980-ban A vadász című film volt. Tudta, hogy ez lesz az utolsó szerepe, ezért úgy gondolta, hogy ha az első szerepében is rossz fiút alakított, az utolsó filmjében sem lehet más, mint negatív karakter.