1982年12月26日，小栗旬出生于东京都小平市。爸爸是歌剧表演的舞台总监，妈妈则是古典芭蕾舞教师。小学六年级开始加入儿童剧团，当一名临时儿童演员。
1996年，小栗旬参演首部电视剧《秀吉》，饰演石田三成的幼年时期；
1998年，出演青春校园剧《麻辣教师GTO》。之后因演艺与修学两者不能兼顾，被迫于明星学园高等学校中途退学，从此开始了真正的演艺生涯。
2002年，参演校园剧《极道鲜师》；2005年，参演校园剧《花样男子》，饰演“花泽类”一角；2007年，7月主演校园剧《花样少年少女》。10月主演校园片《热血高校》；
2008年，获得桥田赏新人赏；2009年，主演动作剧《东京DOGS》。
2010年，执导首部喜剧片《终有一天》；2011年，主演剧情片《岳》，该影片累计票房达到20亿日元；
2012年，3月与山田优正式注册结婚。7月主演爱情剧《富贵男与贫穷女》，获得第74回日剧学院赏最佳男主角赏；2013年，参演剧情剧《woman》和剧情片《少年H》。
2014年，4月凭借悬疑剧《Border》再次获得第81回日剧学院赏最佳男主角赏；8月主演犯罪片《鲁邦三世》；10月妻子山田优顺利生产。
2015年，出演刑警剧《无间双龙》。2016年主演《信长协奏曲》的电影版和悬疑片《恶魔蛙男》。
2017年，主演降旗康男执导的悬疑片《追忆》和漫改真人版电影《银魂》。
