一九八一年一月二十八日，星野源出生于日本埼玉县的蕨市。在高中求学期间，他便开始与身边的同学一同尝试音乐创作，并将自己谱写的乐曲融入到戏剧表演之中。这一独特的创作经历不仅让他逐渐发掘出对表演艺术的热爱，更使他找到了借助音乐来舒缓自身焦虑情绪的有效途径。到了二〇〇〇年，星野源与几位高中同窗共同组建了一支名为“SAKEROCK”的器乐演奏乐队，他在乐队中担任团长一职，并主要负责演奏吉他与马林巴琴，由此正式开启了他在音乐领域的探索之路。
在SAKEROCK乐队组建完成之后，星野源便与乐队伙伴们共同投入到影视配乐的工作中，先后为《黄色眼泪》《青春使节JJJ》等多部作品创作音乐，并在此期间加入了知名的剧团经纪公司“大人计划”。自2003年起至2009年，星野源持续活跃于影视领域，陆续参演了包括《水男孩》《离婚女律师》《69》《给父亲的口信》《温柔时刻》《去年在雷阿诺》《少年手指虎》在内的诸多影视作品，通过这些演出经历逐渐积累了公众认知度。2007年，星野源与日本重量级作曲家细野晴臣在《TVBros》杂志上合作开设了对谈专栏《地平线的相谈》，其中记载了星野源向前辈细野晴臣提出自己平日最想获得解答的各类问题，展开了一系列深入而有趣的对话。2009年9月，他推出了个人首部散文集《然后生活继续下去》，这标志着他正式以文学创作者的身份进入出版界。2010年6月，星野源发行了其首张个人音乐专辑《ばかのうた（笨蛋之歌）》，以此为契机正式以歌手身份亮相。这张专辑在发行后获得了不错的反响，成功入围次年举办的第三届CD店大奖候选名单，吸引了乐坛与听众的关注。同年，他与松下奈绪、向井理联袂主演的电视剧《怪怪怪的妻子》正式播出，星野源在剧中生动诠释了女主角村井布美枝的弟弟一角。2011年3月2日，他的首张个人单曲《くだらないの中に（在无趣之中）》正式上市销售。紧接着在3月13日，他在Tower Records新宿店举办了店内现场演出，随后于4月4日至5日，又举办了名为“Room in PARCO Theater”的个人专场表演。同年11月，他推出了第二张专辑《EPISODE》，该专辑发行首周即售出约1万张，成功跻身日本公信榜（统计周期为2011年10月10日）周榜第五位，并在榜单上持续停留了长达55周之久。2012年2月7日，第四届CD店大奖公布了获奖名单，星野源的专辑《EPISODE》荣获了准大奖的荣誉。2月8日，他的第二张单曲《FILM》正式发行，这首歌曲被选为定于2月11日公映的电影《啄木鸟与雨》的主题曲。同年12月3日，星野源首次挑战动画配音工作，在动画作品《圣哥传》中为佛祖一角献声。然而在2012年12月22日，星野源通过其官方网站对外公布，自己被确诊患有蛛网膜下腔出血，并在诊断当日接受了紧急手术，同时宣布将暂时中止一切演艺活动以专注于治疗与康复。
2013年2月28日，星野源在因病暂停活动后正式重返演艺界，出席了由J-WAVE电台主办的“TOKIO HOT 100 CHART OF THE YEAR”年度颁奖仪式，并荣获了“年度艺术家”的重要奖项。同年4月5日，其个人冠名电台节目《星野源的Radical》于NHK-FM频率正式开播，为听众带来了全新的音乐与谈话内容。5月10日，动画电影《圣哥传》在日本全国影院公开上映，星野源不仅继续为剧中的佛祖一角担任配音工作，由其亲自演唱的歌曲《搞笑》也被选用为影片的片尾曲，获得了广泛关注。6月8日，他首次担当主演的电影《宅男之恋》登陆大银幕，展现了其作为演员的多面才华。然而，到了6月24日，由于健康状况需要继续治疗，星野源不得不再次宣布暂停所有演艺活动，并为此前计划出席的《宅男之恋》谈话活动未能如期举行向广大粉丝表达了诚挚的歉意。紧接着在6月28日，其冠名电台节目《星野源的Radical》宣告停播，同时原定于7月在日本武道馆举办的大型演唱会也宣布延期。尽管活动暂停，但他在电影领域的成就获得了高度认可，凭借主演作品《宅男之恋》与参演作品《地狱为何恶劣》，星野源接连斩获了第68回每日电影奖新人奖、第23回日本电影影评人大奖新人奖、第35回横滨电影节最佳新人奖以及第37回日本电影学院奖新人演员奖等多个重要奖项。9月26日，在成功接受第二次脑部手术后，星野源正式宣告复出。同年11月，其收录在专辑《知らない（不知道）》中的曲目《季节》被选为电影《不求上进的玉子》的主题曲，音乐与影像的结合进一步提升了作品的影响力。 进入2014年，2月6日，星野源复出后的首场个人演唱会“星野源 ワンマンライブ STRANGER IN BUDOKAN”于日本武道馆成功举行，标志着其演艺活动的全面回归。自3月10日起，他以“星野源の复活アアアアア!”为主题，相继在日本全国八个主要城市举办了复出巡回演唱会，整个系列共计九场演出；4月9日，巡回演唱会的最终站在东京的NHK音乐厅隆重举行，现场表演了包括《Record Noise》、《Work Song》、《地狱有什么不好？》在内的多首热门歌曲，赢得了现场观众持久而热烈的掌声与欢迎。2015年3月25日，星野源所属的音乐经纪公司正式由KAKUBARHYTHM变更为AMUSE，开启了事业发展的新阶段。同年5月，他发售了单曲《SUN》，该单曲在发售首周销量便突破五万张，并成功入选日本公信榜单曲周榜第二位（统计日期为2015年6月8日），同时此曲也被定为富士电视台电视剧《心碎四角关系》的主题曲。6月2日，星野源宣布其在高中时期组建的乐队“SAKEROCK”正式解散，并于同日在东京两国国技馆举行了乐队的告别解散演唱会。10月，由他主演的电视剧《产科医鸿鸟》开始播出，在剧中他饰演了产科医生四宫春树这一角色，展现了细腻的演技。12月2日，星野源发行了全新的音乐专辑《YELLOW DANCER》。在12月31日举行的第66回NHK红白歌合战中，他作为参赛歌手登场，并演唱了个人单曲《SUN》，为其忙碌而收获颇丰的一年画上了圆满的句号。
二零一六年对于星野源而言无疑是事业上收获颇丰的一年，其音乐专辑《YELLOW DANCER》接连斩获了多项重要奖项，包括第八届CD店大奖的最高荣誉、第五十八届日本唱片大奖的优秀专辑奖，以及第六届日本唱片封面奖的大奖，同时这张专辑也成功登上了日本公信榜周榜的冠军位置。同年一月十日，由他参演的大河剧《真田丸》正式播出，他在剧中精彩演绎了德川家康的第三子、后来成为江户幕府第二代将军的德川秀忠这一历史角色。到了三月，一档全新的冠名电台节目《星野源的 ALL NIGHT 日本》开始播送，这是自二零一三年其原有节目《星野源的Radical》停播之后，星野源再度主持的个人冠名电台节目。同年十月，他与新垣结衣共同主演的电视剧《逃避虽可耻但有用》与观众见面，星野源在剧中饰演了男主角津崎平匡；与此剧同步，他推出了单曲《恋》，该曲被选定为《逃避虽可耻但有用》的主题歌。这首单曲发行后市场反响极为热烈，首周销量便突破十万张，累计销售量更超过了三十点五万张，成功跻身日本公信榜单曲周榜第二位（以二零一六年十月十七日数据为准）。更值得一提的是，该曲在Recochoku及iTunes等数字配信平台的周榜上连续十四周蝉联榜首（截至二零一七年一月十八日），并荣获了二零一七年东京国际电视节的最佳主题曲奖。在二零一六年的最后一天，星野源登上了第六十七回NHK红白歌合战的舞台，献唱了歌曲《恋》。 进入二零一七年，星野源凭借在《产科医鸿鸟》、《真田丸》以及《逃避虽可耻但有用》这三部作品中的综合出色表现，获得了由日本电影电视制作人协会颁发的第四十一届黄金飞跃奖新人赏，彰显了其作为演员的多元潜力。五月，由他主演的NHK节目《和源太太一起》开播，他在节目中大胆尝试男扮女装，生动扮演了主人公源太太。六月，他参演了电视剧《产科医鸿鸟2》。八月十六日，他的个人第十张单曲、同时也是电视剧《温室里的加穗子》主题曲的《Family Song》正式发行，这张单曲创下了首周十九点二万张的销售佳绩，刷新了星野源个人单曲的周销量纪录，并首次在日本公信榜单曲周榜中夺得冠军（以二零一七年八月二十八日数据为准）。年末的十二月三十一日，他第三次亮相红白歌合战，演唱了歌曲《Family Song》。 二零一八年二月二十八日，星野源发行了第十一张单曲《哆啦A梦》，该曲亦被用作同名动漫剧场版《哆啦A梦：大雄的宝岛》的主题曲。同年八月二十日，他的首张网络配信单曲《アイデア》率先通过数字平台发布，这首歌曲随后被选为NHK晨间小说连续剧《一半，蓝色》的主题曲。十二月十九日，他的个人第五张音乐专辑《POP VIRUS》问世。在二零一八年的除夕夜，他连续第四年站上红白歌合战的舞台，表演了歌曲《アイデア》。 二零一九年二月至三月间，星野源成功举办了五大巨蛋巡回演唱会，这使他成为继桑田佳祐、小田和正、福山雅治、ATSUSHI之后，历史上第五位完成此壮举的个人男歌手，标志着其演唱会号召力达到了新的高度。同年八月三十日，由他主演的电影《搬家的大名》登陆大银幕。 二零二零年，星野源与小栗旬联袂主演了电影《罪之声》，并凭借在此片中的精湛演出，荣获了第四十五届日本报知电影奖的最佳男配角奖。六月二十六日，他与绫野刚共同主演的电视剧《MIU404》播出。在当年的最后一天，他以白组歌手的身份参与了第七十一回NHK红白歌合战，表演了《我们在家跳舞吧》。 二零二一年一月二日，由星野源主演的《逃避虽可耻但有用特别篇》特别篇播出，故事聚焦于森山实栗与津崎平匡结婚第三年的生活，两人即将迎来新生命的诞生，而这个新家庭成员的到来，也给他们原本平静的日常带来了甜蜜的挑战与变化。 二零二二年五月七日，他出演了电视剧《17岁的帝国》。同年十二月三十一日，他第八次参与了《第73届NHK红白歌会》的演出。 二零二三年八月十四日，星野源的新曲《生命体》发行，这首作品被选为TBS电视台转播的布达佩斯田径世锦赛以及中国杭州亚运会的官方主题曲。十二月二十七日，他发行了专辑《光の跡／生命体》，其中收录的歌曲《光之轨迹》被选用为动画电影《间谍×过家家 CODE: White》的片尾曲。 二零二四年八月二十三日，他参演的电影《最后的里程》上映。十二月四日，他参加了《2024 FNS歌谣祭》的演出。同年，他还参与了《第75届NHK红白歌会》的活动。 二零二五年一月二日，他参演的TBS台贺岁剧《慢速列车》播出。五月十四日，他的新专辑《Gen》发行。六月二十六日，他参与的游戏《死亡搁浅2：冥滩之上》登陆PS5平台。九月，电影《平场之月》宣布将起用星野源的《いきどまり》作为其主题曲。 二零二六年一月七日，由他出演的新音乐节目《星野源与松重丰的朋友》在NHK综合频道正式开播。
二零一二年十二月十六日，星野源在录制单曲期间突发剧烈头痛，随即被紧急送往医院接受诊治，并于当天接受了首次手术。一周后的十二月二十二日，星野源通过公开声明向外界透露，其病情已被确诊为蛛网膜下腔出血，为此他将暂时停止一切个人演艺事业及相关工作安排。进入二零一三年后，星野源的健康状况依然面临挑战，同年六月二十四日，他再次因身体不适而决定暂停所有演艺活动以专心休养。经过数月的治疗与恢复，星野源于九月二十六日成功接受了第二次手术，并在术后正式对外宣布将重返演艺圈，全面恢复工作。此后多年，星野源持续活跃于公众视野，直至二零二二年七月二十七日，其新冠病毒检测结果呈阳性，再度引发了公众对其健康状况的关注。
在2021年5月，日本演艺界传来一则备受瞩目的喜讯，知名演员兼歌手星野源与同样广受欢迎的女演员新垣结衣正式对外宣布了他们的婚讯。这一消息迅速引发了公众与媒体的广泛关注，因为两人此前曾在人气电视剧《逃避虽可耻但有用》中共同担任主演，并凭借该剧中的默契合作与精彩演绎给观众留下了深刻印象，他们的结合也因此被许多粉丝视为一段从荧幕走向现实的美好缘分。
星野源在公众视野中被广泛视为一位兼具文艺气质与创作才华的音乐人，同时他在喜剧表现与戏剧演绎方面也展现出令人印象深刻的多样才能，因此频繁受到各大电视台综艺节目以及影视剧制作方的热烈邀请。在演艺生涯中，星野源曾两次经历重大的健康危机并接受手术，但他以坚定的意志克服病痛，最终成功重返舞台。这段特殊的生命体验反而促使他在艺术创作上不断精进，无论是音乐作品的谱写还是角色塑造的深度，均取得了显著的提升与突破。尤其打动人心的是，他所创作的歌词与旋律中始终流淌着一种温暖而坚韧的生命力量，这种力量不仅源自他个人的经历，也通过作品传递给无数听众，成为其艺术表达中最动人的特质之一。
在2024年，日本演艺圈曾出现一则引起广泛关注的传闻，知名艺人星野源被当时颇具影响力的网络爆料博主“滝沢ガレソ”公开指称，疑似与一位NHK电视台的女性主播存在超越普通友谊的关系，甚至被描述为“劈腿”。面对这一突如其来的婚外情指控，星野源并未沉默，他于同年5月28日的凌晨时分，特意在自己主持的深夜广播节目中，与妻子新垣结衣进行了现场实时通话，两人以直接而坦诚的方式公开回应并澄清了相关谣言，明确否认了所有不实传闻。事件随后出现了进一步的发展，直至2024年9月，据多家日本媒体报道，当初发布“星野源出轨”消息的爆料者终于在时隔四个月后主动发文，承认自己之前的指控缺乏任何事实依据与可靠证据，并对由此给星野源及其家人带来的困扰、以及对公众造成的误导公开表示了歉意，随后删除了最初发布的所有爆料内容。与此同时，星野源所属的经纪公司也正式发布了官方声明，再次郑重强调该爆料者的所有指控均属毫无根据的虚构信息，公司恳请媒体与公众不要继续传播和相信这些未经证实的虚假资讯，并表示未来对于任何类似的恶意谣言都将采取严肃的法律手段进行处理，以维护艺人的合法权益与名誉。