Stephen Hartley Dorff Jr. commence sa carrière à l'âge de quatorze ans dans un petit film d'horreur The Gate. Il joue ensuite dans diverses séries télévisées américaines comme Roseanne ou Mariés, deux enfants.
Sa carrière s'essouffle quelque peu au début des années 2000, il tourne quelques DTV (Direct To Video) et joue, en 2008, le rôle-titre dans la série télévisée franco-canadienne XIII : La Conspiration. En 2010, Sofia Coppola le choisit pour le rôle principal de Somewhere.
En 2019, il tient l'un des rôles principaux de la troisième saison de la série True Detective dans lequel il incarne Roland West, l'un des deux policiers chargés d'enquêter sur le meurtre d'un enfant et la disparition de la sœur de ce dernier. Pour l'acteur, il s'agit du meilleur rôle de sa carrière[1],[2], relancée grâce à la série.
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