1981年、埼玉県生まれ。音楽家・俳優・文筆家。
2000年にバンドSAKEROCKを結成。2010年に1stアルバム『ばかのうた』にてソロデビュー。2016年10月にリリースしたシングル『恋』は、自身も出演したドラマ『逃げるは恥だが役に立つ』の主題歌として社会現象とも呼べる大ヒットを記録した。
また、2017年8月に発売した10作目のシングル『Family Song』がオリコンウィークリーシングルランキングにて、同年度のソロアーティストによるシングル作品として最高売上枚数も記録する快挙となり、初登場1位を獲得。同年3年連続となる『第68回NHK紅白歌合戦』出場を果たした。
2018年は国民的アニメ映画「映画ドラえもん のび太の宝島」の主題歌、挿入歌を担当。主題歌「ドラえもん」が収録されているシングル『ドラえもん』はオリコンウィークリーシングルランキングで2作連続となる1位を獲得、さらに4月から放送のNHK連続テレビ小説「半分、青い。」の主題歌『アイデア』は初の配信リリースながら、オリコンデジタルランキングにおいて、デイリーチャートの史上最高記録を樹立するなど、こちらも大きな話題とともに大ヒットを記録中。
俳優として、映画『箱入り息子の恋』(13/市井昌秀監督)、『地獄でなぜ悪い』(13/園子温監督)等に出演し、第37回日本アカデミー賞新人俳優賞等の映画賞を多数受賞。ドラマ『コウノドリ』シリーズ(TBS)、大河ドラマ『真田丸』(16/NHK)、『逃げるは恥だが役に立つ』(16/TBS)、『プラージュ』(17/WOWOW)など出演作多数。アニメ映画『夜は短し歩けよ乙女』(17/湯浅政明監督)では声優として初主演を務め、アニメ映画『未来のミライ』(18/細田守監督)にも出演。2019年8月30日には主演映画「引っ越し大名!」が公開を控える。
また、作家として著書『蘇える変態』、『働く男』、『そして生活はつづく』、『星野源雑談集1』『いのちの車窓から』を刊行。幅広い活動が評価され、2017年3月には第9回伊丹十三賞を受賞した。
2016年3月からはニッポン放送でレギュラー番組「星野源のオールナイトニッポン」がスタート。
2017年には第54回ギャラクシー賞ラジオ部門 DJパーソナリティ賞を受賞した。