Viggo Mortensen syntyi New Yorkissa perheensä vanhimmaksi lapseksi. Hänen vanhempansa ovat tanskalainen Viggo Peter Mortensen Sr. ja norjalais-yhdysvaltalainen Grace Mortensen. Hän vietti lapsuutensa Venezuelassa, Argentiinassa ja Tanskassa, kunnes hänen perheensä palasi takaisin New Yorkiin. Mortensen puhuu sujuvasti englantia, espanjaa ja tanskaa[1] ja osaa myös ranskaa sekä italiaa. Lisäksi hän ymmärtää norjaa ja ruotsia.
Mortensen oli naimisissa punk-laulaja Exene Cervenkan kanssa, mutta he erosivat vuonna 1998. Hänen ainoa lapsensa on vuonna 1988 syntynyt poika.[2]
Mortensenin maalaukset ovat abstraktia taidetta, ja niitä on esitelty useissa taidemuseoissa ympäri maailmaa. Hänellä on myös oma kustantamo Perceval Press.[3] Mortensen on maininnut pitävänsä paljon kitaristi Bucketheadista. Buckethead ja Mortensen ovat julkaisseet yhdessä yhden levyn nimeltä Intelligence Failure.[4]