Американский актер датского происхождения, начинал в 80-х годах в различных бродвейских постановках.

В 90-х годах начал сниматься, но играл чаще всего отрицательных второстепенных персонажей. Слава пришла к Мортенсену после роли Арагорна в трилогии «Властелин колец». Затем Мортенсен всерьез думал оставить актерскую карьеру, однако сотрудничество с режиссером Дэвидом Кроненбергом, у которого он в результате снялся, на данный момент, в трех картинах, заставило его отказаться от такого намерения.

В настоящее время актер продолжает сниматься, записывает музыкальные диски, рисует.

Свободно владеет десятью языками: английским, датским, испанским, итальянским, французским, шведским, норвежским, арабским, каталонским, квенья и эльфийским языком, созданным Толкином

Следующим его фильмом будет триллер про убийство Кеннеди.