Il fut un des réalisateurs les plus ambitieux de l'époque du cinéma muet (Queen Kelly, Folies de femmes, Les Rapaces, etc.). Jugés extravagants et souvent mutilés par les producteurs, ses films ont depuis été reconsidérés par la critique. Partageant sa carrière entre les États-Unis et la France, c'est cependant en tant qu'acteur qu'il demeure dans les mémoires notamment pour ses interprétations d'un officier allemand dans La Grande Illusion de Jean Renoir (1937) ou d'un metteur en scène déchu dans Boulevard du crépuscule de Billy Wilder (1950). Son enfance et sa formation restent obscures, sa biographie autorisée étant assez fantaisiste. Né Eric Oswald Stroheim et fils de Benno Stroheim et de Johanna Bondy, juifs pratiquants, il se déclare comte Eric Oswald Marc Hans Carl Maria von Stroheim und Nordenwall, fils d'un notable autrichien catholique. S'il semble avoir travaillé quelque temps dans l'atelier de chapeaux de paille de son père, sa carrière militaire, souvent évoquée, n'est pas avérée. Il émigre aux États-Unis en 1909 sans but précis, grâce au financement d'un oncle. Après avoir exercé divers métiers, il arrive à Hollywood en 1914, où très vite il entame une carrière d'assistant-réalisateur, notamment auprès de D. W. Griffith sur le tournage d' Intolérance. Avec l'avènement de la Première Guerre mondiale, Stroheim se voit confier une multitude de rôles d'officiers prussiens et l'acteur s'impose sous le slogan : « l'homme que vous aimerez haïr ». La fin du conflit met un terme provisoire à sa carrière d'acteur.
Il se lance alors dans la réalisation, se révélant un metteur en scène ambitieux et visionnaire, sur un mode pessimiste et cynique. Dès son premier film, La Loi des montagnes (1919), ses obsessions sont manifestes : l'argent, le sexe et l'infirmité. Avec Folies de femmes (1921), il brosse un portrait au vitriol d'une société corrompue par l'argent et le sexe. Perfectionniste, il exige que les armoires et les commodes, qui ne sont pas une seule fois ouvertes, soient remplies de vêtements. Avec La Veuve joyeuse (1925), il détourne une opérette pour en faire un film sur les orgies dans une cour royale avec infirmes, obsédés sexuels et monarques dégénérés. Le tournage Queen Kelly avec Gloria Swanson en 1928 ne déroge pas à la règle mais des différends financiers et éditoriaux (la censure jugeant certaines scènes trop osées) avec Joseph Kennedy, coproducteur et associé de Swanson, poussent le réalisateur au départ. Kennedy déclare : « On ne doit jamais plus permettre à Stroheim de diriger un film ».
De fait, peu convaincu par le cinéma parlant et lâché peu à peu par les producteurs de Hollywood (son dernier et unique film parlant, Hello, Sister!, adapté de la pièce de théâtre Walking down Broadway de Dan Powell, est ainsi entièrement remonté sur ordre du producteur Sol Wurtzel et agrémenté de nouvelles scènes tournées par Alfred Werker avant sa sortie en 1933), Stroheim abandonne la mise en scène pour se consacrer à sa carrière d'acteur. Il publie parallèlement un roman, inspiré d'un scénario non exploité : Paprika (1935). Il émigre en France où il est considéré comme une des plus grands cinéastes de son temps avec Charlie Chaplin, et trouve des rôles à la hauteur de son talent, donc celui du commandant à la minerve dans La Grande Illusion, réalisé par Jean Renoir en 1937. Aux côtés de Pierre Fresnay, Jean Gabin et Marcel Dalio.
La même année, Pierre Chenal lui offre un face-à-face avec Louis Jouvet dans L'Alibi. En 1938, il joue avec Michel Simon dans Les Disparus de Saint-Agil de Christian-Jaque. Il devient aussi un spectateur assidu du théâtre du Grand-Guignol au temps de l'administration de José de Bérys. Alors qu'il s'apprête à réaliser et jouer dans La Dame blanche, un film dont il a écrit le scénario avec Jean Renoir, aux côtés de Louis Jouvet et Jean-Louis Barrault, la Seconde Guerre mondiale éclate. Von Stroheim retourne alors aux États-Unis. Après avoir remplacé Boris Karloff dans la pièce de Joseph Kesselring, Arsenic et vieilles dentelles en 1942-1943 à Broadway, il retrouve le chemin des studios incarnant entre autres le maréchal Erwin Rommel dans Les Cinq Secrets du désert de Billy Wilder.
Ce dernier lui offre en 1950 un de ses plus grands rôles dans Boulevard du crépuscule, critique au vitriol de l'industrie hollywoodienne où réalité et fiction se confondent. Buster Keaton et Cecil B. DeMille y jouent leurs propres personnages aux côtés de Gloria Swanson dans le rôle de Norma Desmond, une ancienne star du muet, en grande partie inspirée de sa propre expérience. Quant à Stroheim, il y incarne Max, le majordome et ancien réalisateur des films de Norma (tout comme Stroheim avait dirigé Swanson dans Queen Kelly 20 ans plus tôt). Sa prestation lui vaut une nomination à l'Oscar du meilleur second rôle masculin lors de la 23e cérémonie des Oscars. Il est de retour en France au début des années 1950, où il se consacre principalement à l'écriture. Il publie en 1951 le premier tome des Feux de la Saint-Jean, Véronica, suivi trois ans plus tard du second, Constanzia. En 1956 paraît Poto Poto, son dernier roman inspiré d'un scénario écrit pour Marlene Dietrich en 1933. Dans la préface, Blaise Cendrars écrit : « Au-delà de l'histoire, à force de démesure et de cris, d'épouvante et de sang, les personnages imposent l'inexplicable et souvent l'insoutenable présence de leur créateur ».
L'un de ses derniers rôles au cinéma est celui de Ludwig van Beethoven dans Napoléon de Sacha Guitry en 1954. Il finit sa vie à Maurepas (Yvelines), près de Paris, avec sa compagne, l'actrice Denise Vernac rencontrée en 1939. Il est fait chevalier dans l'Ordre de la Légion d'honneur en 1957 peu de temps avant sa mort, à 72 ans, d'un cancer de la moelle épinière. Eric von Stroheim a été marié trois fois : avec Margaret Knox (19 février 1913 – novembre 1915), Mae Jones (1916 – juillet 1919) et Valerie Germonprez (16 octobre 1920) dont il se sépara en 1936 à son départ des États-Unis mais ne divorça jamais. Il a eu deux fils : Erich Jr. (1916–1968) avec Mae Jones, et Josef (1922–2002) avec Valerie Germonprez. Sur les budgets gigantesques que réclamaient ses films, et qui ont causé sa perte, Erich von Stroheim a déclaré : « Mes films coûtent cher car mes sujets ont beaucoup d'ampleur, et que je veux être le plus exhaustif possible. » Sa seule erreur est d'avoir réalisé ces chefs-d'œuvre dans l'Amérique puritaine des années 1920. Le sexe et l'argent sont des sujets hautement tabous, et montrer que les êtres humains sont pervertis autant par l'un que par l'autre était une entreprise risquée. Pendant le tournage de Boulevard du crépuscule, Billy Wilder dit à von Stroheim : « Vous savez pourquoi vous avez été incompris ? Parce que vous aviez dix ans d'avance. » Von Stroheim lui répondit : « Non, vingt ans ».
Il faut reconnaitre que von Stroheim n'y va pas de main morte. Exemple avec Folies de femmes : il joue un officier russe appartenant à l'aristrocatie, le comte Karamzin, en exil avec deux princesses, dans la ville de Monte-Carlo. En fait, ce sont tous les trois des escrocs recherchés par la police. Il courtise la femme de l'ambassadeur américain, et lui soutire une énorme somme d'argent. La servante de Karamzin, amoureuse et enceinte de son patron, l'enferme avec sa maitresse dans une tour et y met le feu. Karamzin, une fois sauvé et désireux d'échapper à la police, se réfugie chez un vieil anarchiste, fabriquant de fausse monnaie et veut violer sa fille. Surpris par le père, il est tué et son cadavre est jeté dans un égout. Tout un programme.
Lorsqu'il met en chantier Les Rapaces, il exige de tourner dans une maison où un meurtre a été commis, et réalise un film de sept heures. Une fois encore, von Stroheim n'épargne rien ni personne. McTeague ouvre un cabinet dentaire, alors qu'il n'a aucun diplôme médical, et tente de violer la fiancée de son ami Marcus. Il l'épouse, et celle-ci gagne une forte somme à une loterie. Fou de jalousie, Marcus dénonce McTeague à la police. Ruiné, McTeague tue sa femme pour s'emparer de son argent et s'enfuit. Marcus le poursuit et parvient à s'enchainer à lui avant qu'il ne le tue. McTeague meurt de soif, avec le cadavre à son poignet. L'actrice Gloria Swanson lui propose de mettre en scène Queen Kelly. Dans un royaume imaginaire, la reine passe son temps à se promener nue, ce qui agace son fiancé et cousin, le prince Wolfram, un soldat libertin. En manœuvre avec son escadron, Wolfram croise un groupe de jeunes filles. Le prince à cheval les salue, elles s'inclinent mais l'une d'elles perd sa culotte. Éclat de rire dans l'escadron. Furieuse, Kitty Kelly ramasse son sous-vêtement et l'offre au prince qui tombe amoureux d'elle.
La censure ne laissant rien passer, les scènes jugées trop scandaleuses étaient retirées du montage final, et à chaque fois le film y perdait. Pour Folies de femmes, il fut obligé de retirer des séquences trop excessives comme l'éclatement d'un bouton de pus en gros plan, ou encore celle où le comte, habillé en femme, batifole avec les deux princesses. La sanction fut plus lourde pour Les Rapaces : le film ne sortit jamais sous le format souhaité par son auteur, et fut réduit de presque deux tiers. Initialement, von Stroheim avait tourné quarante-deux bobines. Le bon sens l'emportant, il réduit le film à vingt-quatre bobines, puis refuse de le couper encore. Finalement le montage final imposé par la MGM n'en conserve que dix. Le réalisateur désavoua cette version. Malgré toutes les mutilations dont furent victimes ses films, ils contiennent tous une volonté d'exorcisme, une charge féroce et visionnaire contre la société qui génère ce mal-être.