Иен Сомерхолдер родился в семье массажистки и строительного подрядчика. У него есть старшие сестра Робин и брат Боб, названные оба в честь отца Роберта. У отца Сомерхолдера английские и французские корни, а у матери Эдны — ирландские и индейские. Рыбалка и верховая езда занимали большую часть времени в его детстве.
В десятилетнем возрасте с помощью матери Иен попал в модельный бизнес, каждое лето он ездил для съёмок в Нью-Йорк. У него был контракт с лучшими детскими модельными агентствами Click, Next, Arlene Wilson. Через несколько лет у него появилась возможность стать европейской моделью, Иен побывал в Париже, Милане и Лондоне. Он был лицом дизайнерской одежды GUESS в течение двух осенних сезонов, а также работал на такие известные дома моды, как Versace, Esprit, Persol, Calvin Klein Inc., Dolce & Gabbana и Gucci.
Одновременно Иен Сомерхолдер выступал в драматическом клубе и работал с местной театральной группой. Первые две работы Сомерхолдера в кино и на телевидении никто не увидел — их вырезали при финальном монтаже. В начале 2000-х он снимался в детективных сериалах, а за роль в драме «Жизнь как дом» был отмечен премией «Молодой Голливуд».
Первый серьезный успех пришел к Сомерхолдеру в 2002 году, когда он исполнил роль гомосексуалиста Пола в драме Роджера Эвери «Правила секса». Всемирную известность актеру принесла работа в сериале «Остаться в живых», а в 2009 году он получил одну из главных ролей в фантастическом сериале «Дневники вампира».
