13 Aralık 1957'de Brooklyn, New York, Amerika'da dünyaya geldi. Babası sağlık görevlisi olarak çalışan Kore Savaşı kıdemlisi İtalyan asıllı John Buscemi, annesiyse, Howard Johnson's'da hostes olan İrlanda asıllı Dorothy Buscemi'ydi. Jon, Ken ve Michael isimlerinde üç erkek kardeşi olan Buscemi, Katolik olarak büyütüldü. Yazar Edward Renehan ve aktris Patricia Charbonneau'nun da mezunu olduğu Valley Stream Central High School'da lise eğitimini tamamlayan oyuncu, o dönemde oyunculuğa ilgi duymaya başladı. NewYork'tan Manhattan'a taşınmadan önce Nassau Community College'a kaydolan Buscemi daha sonra Lee Strasberg Institute'ye devam etti. 80'li yılların başında FDNY'de 4 yıl boyuna itfaiyeci olarak görev yapan oyuncu, bir yandan da aktör John Strasberg'le çalışıyor, ayrıca Mark Boone Junior'la birlikte tiyatro oyunlarında performans gösteriyordu.
İlk oyunculuk deneyimi yönetmenliğini Barry Ellsworth'un yaptığı 1985 yapımı Tommy's isimli filmde oldu. Don Johnson'lı popüler oyuncu kadrosuyla dikkat çeken Miami Vice dizisinde de rol alan oyuncu, Billy Madison, The Wedding Singer, Big Daddy ve Mr. Deeds gibi Adam Sandler komedilerinde de performans gösterdi. Aktör 1987'de Jo Andres'la dünya evine girdi ve bu evlilikten 1990 yılında Lucian Buscemi adında bir erkek çocuğu oldu.
Steve Buscemi, ağırlıklı olarak bağımsız filmlerde rol almasına rağmen oyunculuğuyla Amerikan izleyicisinin ilgisini çekmeyi başarıyordu. Aktörün dünya çapında tanınmasını sağlayan yapım ise 1992 tarihinde Quentin Tarantino'nun yönetmenliğinde çekilen Reservoir Dogs oldu. Daha sonra Pulp Fiction, Somebody to Love, Things to Do in Denver When You're Dead,Con Air, The Big Lebowski ve Armageddon gibi önemli filmlerle izleyici karşısına çıkan Buscemi, tüm dünyada büyük ilgi gören The Sopranos isimli dizide canlandırdığı karakterle 1999 yılında Emmy ödülüne aday gösterildi.
2001 senesinin Buscemi'ye acı tatlı iki sürprizi oldu. 11 Eylül saldırısında Dünya Ticaret Merkezi'nde çalışan iş arkadaşlarını ve diğer Amerikalıları kurtarmak için günde 12 saat mesaiyle gönüllü olarak arama çalışmalarına katılan oyuncu itfaiyeci olarak çalışmasının avantajlarından da yararlanmış oldu. Oyuncu aynı yıl kariyeri için oldukça olumlu olan bir gelişme yaşadı. Zira yönetmenliğini Terry Zwigoff'un yaptığı Ghost World isimli filmdeki Seymour karakteriyle Golden Globe ödüllerinde en iyi erkek oyuncu adayı oldu. Buscemi aynı yıl bir bar kavgasında yüzünden yaralandı. Filmlerinde bu yara makyajla kapatılmaya başlandı.
Oyuncu 4 Mart 2005'te lisesinin 75. yılı dolayısıyla gerçekleştirdiği kutlamada Distinguished Alumni Award'un sahibi olmuştur. En son şu anda prodüksiyon aşamasında olan Keep Coming Back isimli filmde rol almıştır.
