Né le 27 novembre 1973 à Johannesburg, Sharlto Copley commence à interpréter et réaliser des courts métrages dès l'âge de 12 ans. Par la suite, il étudie le théâtre au Trinity College à Londres. Il cofonde sa première compagnie théâtrale à 19 ans et a depuis cocréé et dirigé plusieurs sociétés, dont Channel 69 Studios (production et diffusion TV), Atomic Visual Effects (effets visuels et postproduction), Slaves Talent Management (représentation d'artistes), et Inspired Minority Pictures (production de films). En 1998, Channel 69 est devenu l'une des sociétés fondatrices de ETV, la première chaîne de télé privée d'Afrique du Sud. Copley est alors devenu à 24 ans le plus jeune cadre de l'histoire de la télévision sud-africaine à posséder et diriger un bloc de programmes de cinq heures quotidiennes. Il a supervisé à cette époque plus de 1300 heures de contenus et a travaillé étroitement avec Warner Brothers Television, partenaire de la chaîne. Après avoir quitté ETV, Sharlto Copley produit et réalise de nombreux films publicitaires, des clips et des courts métrages. Il continue parallèlement à superviser les effets visuels 
produits chez Atomic. Son travail lui vaut de nombreux prix en Afrique du Sud, dont des Avanti Awards, des Stone Awards et des Loeries. Son court métrage 2001: A Space Oddity, coproduit et réalisé avec Simon Hansen, est le court le plus populaire d'Afrique du Sud de tous les temps. Il a été vu par plus de 18 millions de personnes sur Internet et continue à être diffusé sur une vaste gamme de plates-formes. Avec son court métrage suivant Hellweek, 2001 a été montré au Festival de Cannes 2005. La même année, Copley produit le court métrage Alive in Jo Burg pour son ami de longue date, le réalisateur Neill Blomkamp. Il y joue aussi un petit rôle.
En 2006, il coécrit, produit, réalise et monte son premier long métrage, Spoon. Ce thriller surnaturel utilise des procédures de production novatrices, des techniques de prise de vues et des effets visuels d'avant-garde. Le film est distribué par Distant Horizon. Peu après, Sharlto Copley remporte un concours de scénarios organisé par l'UK Film Council pour Judgement day. En 2007, Neill Blomkamp commence à travailler sur une version cinéma de Alive in JoBurg et demande à Copley d'y jouer un bureaucrate afrikaner lors d'une scène-test. L'objectif de ces images est une exploration en termes de création, mais la prestation de Sharlto Copley suscite l'enthousiasme de Blomkamp et du producteur Peter Jackson, et Copley se voit proposer le rôle principal de District 9. Copley improvise tous ses dialogues dans le film. Le film devient le succès surprise de l'été avec plus de 200 millions de dollars de recette, remportant au passage une nomination à l'Oscar du meilleur film de l'année. Wikus, le personnage de Copley, reçoit le Favorite Hero Award aux IGN Summer Movie Awards.
En 2010, il décroche le rôle de Looping dans la version cinéma de L'agence tous risques, une série dont il est fan depuis son plus jeune âge.
Voir son interview dans la conférence de presse de L'agence tous risques

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