Après une première formation à l'Académie militaire de Northridge, à Los Angeles (dont il est expulsé), il rejoint le lycée de Chatsworth, en Californie, et devient major de sa promotion. Il y fait ses premières expériences de scènes avec la troupe de théâtre amateur de l'établissement au sein de laquelle il tient le rôle du capitaine Georg von Trapp dans La Mélodie du bonheur. C'est aussi au lycée qu'il prend le nom de jeune fille de sa mère, Spacy (qu'il change en "Spacey")et qui appartenait à son arrière-grand-père gallois. Ceci pour définitivement infirmer les rumeurs selon lesquelles il prit ce nom en hommage à l'acteur Spencer Tracy, combinant nom et prénom. C'est à la sortie du lycée, alors fraîchement diplômé, qu'il décide de devenir acteur. Il s'initie à la stand-up comédie et peaufine ses talents d'imitateurs avant de retourner sur la côte Est pour intégrer la Juilliard School à New York où il étudiera l'art dramatique de 1979 à 1981 tout en se produisant au concours de talents de bowling alley.
Dès lors nous retrouvons Spacey, jeune premier dans Henri VI de Shakespeare. Spectacle donné dans le cadre du célèbre Festival Shakespeare de New York notamment connu pour avoir donné leur chance à nombre de jeunes acteurs et actrices, comme Meryl Streep, entre nombreux autres. L'année suivante, il joue à Broadway dans une mise en scène des Revenants d'Henrik Ibsen où il reprend le personnage d'Oswald, en compagnie de Liv Ullmann. En 1983, il est Philinte dans Le Misanthrope de Molière. En 1984/85, il brûle les planches dans Hurlyburly de David Rabe où plein d'aisance et débordant d'énergie, il incarne tour à tour chacun des rôles masculins de la pièce (il réduira sa prestation à n'incarner que "Mickey" dans la version cinématographique de 1998, Hollywood Sunrise). 1986 lui offre la pleine reconnaissance sur la scène new-yorkaise. C'est tout d'abord La Mouette d'Anton Tchekhov, puis
Le Limier (Sleuth) d'Anthony Shaffer et surtout Le Long Voyage vers la nuit d'Eugene O'Neill, qui lui accorde le privilège d'évoluer devant son idole de jeunesse : Jack Lemmon. L'équipe de production de la pièce reconduira la majeur partie de la troupe pour sa version télévisée, en 1987.
Ce dernier fait qui n'est pas pour autant sa première apparition à l'écran puisque c'est toujours en 1986 qu'il fait ses tout premiers pas au cinéma au côté de Jack Nicholson et Meryl Streep dans La Brûlure de Mike Nichols. Nous le retrouvons par la suite dans plusieurs séries policières : Equalizer, Les Incorruptibles de Chicago (Crime Story) et surtout Un flic dans la mafia (Wiseguy), où il interprète le rôle du trafiquant Mel Profitt. La maîtrise et l'inventivité déployé par Spacey tout au long de ces huit épisodes constitue sans doute le meilleur exemple du génie propre qui l'habitait aux cours de ces années de jeune comédien de théâtre. Développant une grande intelligence de jeu au service d'un personnage dont il su parfaitement saisir le paradoxe du charisme en rapport avec son immaturité affective. A 29 ans, Spacey navigue déjà en virtuose. En 1988, ses partenaires du "Long Voyage vers la nuit", Jack Lemmon et Peter Gallagher le font rentrer dans la distribution d'un téléfilm pour la NBC : Le Meurtre de Mary Phagan. C'est à partir de ces années-là qu'il enchaîne les petits rôles, parfois assez éloignées de son registre habituel, dans diverses productions cinématographiques. Il croise la route d'un autre monstre sacré (après Nicholson) en la personne de Burt Lancaster dont Le Rocher de Gibraltar (1988) est l'un des derniers films. Puis c'est à nouveau Mike Nichols qui lui confie quelques minutes dans Working Girl (1988) où il rencontre Harrison Ford, Sigourney Weaver et Alec Baldwin. En 1989, il se voit confier son premier véritable rôle à l'écran : Pas nous, pas nous est une comédie policière ouvertement loufoque reposant essentiellement sur le duo comique Richard Pryor/Gene Wilder que le réalisateur, Arthur Hiller, oppose à Kevin Spacey/Joan Severance. Ce dernier duo qui est d'ailleurs le décalque parfait de celui que ces deux-là composaient déjà dans Un flic dans la mafia. Spacey suivra hélas sa partenaire dans Cadence de combat, un piteux navet soutenu à grand-peine par l'ancienne star du catch Hulk Hogan. Il ne s'y attardera guère puisque Jack Lemmon l'entraînera à nouveau dans une comédie légère : Mon père où il y retrouvera Olympia Dukakis rencontrée sur les tournages d'Un flic dans la mafia et Working Girl. Il enchaîne à nouveau pour la TV dans "Fall from Grace" qu'il fait suivre d'une courte apparition dans "État de force", ce qui lui donne l'occasion d'approcher Andy Garcia et Robert Duvall. 1990 s'achève enfin par le très beau film de Philip Kaufman, Henry et June, relatant les amours passionnés d'Henry Miller avec Anaïs Nin, respectivement interprétés par Fred Ward et Maria de Medeiros tandis que le personnage de June Miller est confié à la jeune et déjà confirmée Uma Thurman. Spacey retrouve dans ce film de quoi raviver son amour du théâtre en campant de manière fantasque le jeune dramaturge anglais Richard Osborn.
En 1991, John David Coles propose à Kevin Spacey le rôle titre d'un téléfilm relatant l'histoire et le combat d'une des grandes figures de l'histoire des Etats Unis : Clarence Darrow, surnommé l'"Avocat des Damnés". Dorénavant l'intérêt des grosses productions ne va cesser de grandir au regard des performances de l'acteur. L'année d'après, Glengarry de James Foley le propulse au milieu d'un aréopage d'acteurs de premier plan. C'est à nouveau Jack Lemmon qui l'introduit devant Ed Harris, Alec Baldwin et... Al Pacino. Le film (adapté de la pièce de David Mamet) retrace deux jours de la vie de quatre vendeurs immobiliers, acculés par un représentant du siège social qui leur annonce le licenciement prochain de la moitié du bureau. Spacey interprète John Williamson, un fade et mesquin petit chef de bureau, ouvertement méprisé par ses collègues mais dont le rôle dans l'intrigue fait de lui, «le catalyseur des événements", selon l'acteur lui-même. Il change à nouveau de registre pour le projet d'Alan J. Pakula, Jeux d'adultes, grâce auquel il rencontre un autre homme de théâtre, Kevin Kline. Quatre ans après Un flic dans la mafia, ce film va nettement contribuer à installer la réputation de l'acteur comme un expert dans le registre de la folie et ses pathologies annexes. En effet, ce rôle lui permet précisément de jouer dans les gammes qu'il affectionne : la séduction, les sentiments troubles, la perversité fine, la folie manipulatrice etc... Deux ans passe (où l'on perçoit déjà la patience et la mesure d'un artiste désireux de maintenir une certaine éthique de carrière) avant que l'on retrouve Spacey chez.... Walt Dysney pour une production célébrant le courage et la pugnacité à l'adresse des jeunes générations. Iron Will est l'histoire d'une course de traîneau que remportera héroïquement un jeune homme passionné. Spacey y prête sa silhouette et visite un registre nouveau. Expérience reconduite dans le genre quoique nettement modifié dans l'interprétation avec "Tel est pris qui croyait prendre".
Après plusieurs rôles dans des films relativement peu connus du grand public (Swimming with Sharks, prix de la critique au Festival du cinéma américain de Deauville en 1995, pourtant devenu un véritable film culte pour les amateurs), il fait une entrée saisissante dans la dernière séquence de Se7en, de David Fincher, où il joue le rôle du tueur psychopathe John Doe. Puis il accède en 1995 au rang de star grâce au rôle de Verbal Kint dans Usual Suspects, de Bryan Singer. Son incarnation si personnelle d'un truand infirme et douceureusement diabolique lui vaudra l'Oscar du meilleur acteur dans un second rôle et lancera définitivement sa carrière. En 1999, il remporte l'Oscar du meilleur acteur pour sa remarquable interprétation du rôle de Lester Burnham, l'antihéros quadragénaire révolté contre l'« American way of life » dans American Beauty, de Sam Mendes, l'un de ses plus grands succès. En 2003, il participe à la comédie romantique Terre Neuve (The Shipping News), qui n'a pas rencontré le succès escompté malgré un casting très « fourni » réunissant, autour de Kevin Spacey, Judi Dench, Cate Blanchett, Julianne Moore, Rhys Ifans, Scott Glenn et Pete Postlethwaite. Spacey joue le rôle d'un introverti dont la femme vient de décéder. Il rencontre alors sa tante avec qui il va s'installer sur la mystérieuse île de Terre-Neuve. Il a participé au film
Edison en 2005 aux côtés de Morgan Freeman et Justin Timberlake. Enfin, en 2006, il a repris le rôle de Lex Luthor à la suite de Gene Hackman dans Superman Returns de Bryan Singer. En 2007 et 2008, il coproduit deux films. Le premier, Las Vegas 21 pour lequel il retrouve pour la troisième fois Kate Bosworth et où il endosse à nouveau le rôle de professeur le teintant cependant d'une subtile nuance de malignité. Le second, un téléfilm diffusé par la chaîne HBO, résolument plus politique puisqu'il relate l'épisode très controversé des élections américaines de 2000.Voir l'interview de Ron Klain par Kevin Spacey. Recount est une oeuvre à caractère civique dont Sydney Pollack fut annoncé à sa réalisation dés Avril 2007 avant qu'il n'y renonce au profit de Jay Roach (Sydney Pollack mourra d'un cancer le lendemain de la diffusion, le 26 mai 2008). Par ce choix, Spacey montre très nettement sinon son orientation politique, du moins une certaine vision de la justice (déjà exploré dans David Gale) et de la juste cause.
De son propre aveu homme de théâtre avant tout, Kevin Spacey est depuis 2003 le directeur artistique de l'Old Vic Theatre de Londres, qui a connu de grands jours sous Laurence Olivier et John Gielgud, mais était menacé de disparition au tournant du troisième millénaire.
Spacey y a interprété avec grand succès le rôle éponyme de Richard II dans le drame de William Shakespeare (automne 2005), et celui de l'acteur alcoolique Jim Tyrone dans la dernière pièce d'Eugene O'Neill A Moon for the Misbegotten - Une Lune pour les déshérités - (automne 2006). En 2008, il a incarné avec un brio inimitable la figure du producteur de cinéma Charlie Fox, face à un Jeff Goldblum lui aussi en grande forme, dans la pièce satirique Speed-the-Plow de David Mamet.
Animé d'une passion inaltérable pour la scène et très convaincu de sa mission, il fait tout pour rendre son lustre à l'Old Vic. Malgré deux premières saisons assez mitigées, le pari semble en passe d'être tenu. Les saisons suivantes ont été une réussite : en 2006-2007, outre la pièce d'O'Neill, l'Old Vic a présenté La Mégère apprivoisée et La Nuit des Rois de Shakespeare (interprétés par la jeune compagnie masculine Propeller d'Edward T. Hall), puis The Entertainer (l'Amuseur) de John Osborne, où Robert Lindsay a repris le rôle principal illustré en 1960 par Laurence Olivier. En 2007-2008, outre Speed-the-Plow de David Mamet, l'Old Vic a donné une adaptation théâtrale de Tout sur ma mère de
Pedro Almodovar avec Diana Rigg dans le rôle principal, et une brillante reprise de Pygmalion de George Bernard Shaw.
Parallèlement à sa fonction principale de directeur artistique de l'Old Vic, Kevin Spacey donne de nombreuses "master classes" et s'est fait l'ambassadeur infatigable du théâtre vivant des deux côtés de l'Atlantique.
En juin 2008, il a été nommé professeur d'art dramatique à l'Université d'Oxford et a commencé à enseigner au début de l'année universitaire, en octobre.