Né le 3 novembre 1957 à Stockholm, Hans Dolph Lundgren a fait des études de 
Dolph vous a à l'oeil !chimie avant de se tourner vers une carrière de sportif et d'acteur de films d'action. Sa première apparition à l'écran est un cameo dans le James Bond Dangereusement vôtre (à l'époque, il était le garde du corps de la vedette Grace Jones). Révélé par son rôle de boxeur russe brutal dans Rocky IV (1986), ce grand acteur (1m96) enchaîne sur Les maîtres de l'univers (1987) et Punisher (1989), puis affronte Jean-Claude Van Damme en 1992 dans Universal Soldier.
Par la suite, il se spécialise progressivement dans le direct-to-video à la chaîne. Malgré son rôle de bad guy barbu dans Johnny Mnemonic (1995), et sa tentative de tenir la vedette d'une série télé (Blackjack en 1998, avec un pilote réalisé par John Woo), il reste durant une quinzaine d'années un équivalent de Steven Seagal, Van Damme ou Wesley Snipes.
Il est devenu lui-même réalisateur et scénariste de la plupart de ses films à partir de The Defender (2004). En 2010, il retrouve Van Damme dans Universal Soldier 3, et intègre la galerie de gros bras recrutés par Sylvester Stallone pour The Expendables. C'est le come-back, et il décide de se consacrer à la réalisation d'un film sur le trafic d'esclaves, Skin Trade, tout en acceptant divers rôles qui le changent de sa routine musclée. Ce qui ne l'empêche pas de reprendre son rôle de Gunnar Jensen dans Expendables 2 (2012), et celui d'Andrew Scott dans un nouvel Universal Soldier.
Il a été marié de 1994 à 2011, et a deux enfants.
