Stephen Amell wird am 8. Mai 1981 in Toronto in Kanada geboren. Schon als Teenager ist ihm klar, dass er Schauspieler werden will. Seinen ersten Auftritt im TV hat er im Jahr 2004: Er ist in zwei Folgen der Erfolgsserie "Queer As Folk" als Spinning-Trainer zu sehen – ein Job, den er auch im wahren Leben hat, um über die Runden zu kommen. Weitere Rollen in Shows wie dem Teenie-Hit "Degrassi" oder der Krimiserie "Missing – Verzweifelt gesucht" folgen.
Seinen ersten Kinofilm kann sich Stephen Amell 2007 auf den Steckbrief schreiben: Gemeinsam mit Ellen Page spielt er in "The Tracey Fragments". Wenig später ist er zusammen mit Mischa Barton in dem Streifen "Closing the Ring" zu sehen. In der kanadischen Comedyshow "Rent-a-Goalie" ist der begeisterte Sportler in 18 Folgen mit dabei. Einem internationalen Publikum wird Stephen Amell 2010 mit seiner Gastrolle in "Vampire Diaries" mit Ian Somerhalder und Nina Dobrev bekannt. In Staffel 2 spielt er dort den Werwolf Brady.
Es folgen wiederkehrende Rollen in "Private Practice" und "Heartland", 2012 ergattert der Schauspieler dann seine wohl bekannteste Rolle: In "Arrow" spielt er die Hauptfigur Oliver Queen, der nach fünf Jahren auf einer mysteriösen Insel als Superheld Arrow beziehungsweise Green Arrow Bösewichte in seiner Heimat Starling City jagt. Auch in der Spin-Off-Serie "The Flash" ist Stephen Amell in seiner Rolle des Öfteren zu sehen – genau wie in dem weiteren TV-Ableger "Legends of Tomorrow", der für 2016 geplant ist.
Stephen Amell heiratet 2012 das amerikanische Model Cassandra Jean, welches 2005 durch die Show "America's next Topmodel" berühmt wird. Ein Jahr nach der Hochzeit bekommt das Paar Töchterchen Mavi. Stephen Amell ist der Cousin des ebenfalls als Schauspieler bekannten Robbie Amell.