Né dans une famille catholique, il a grandi pendant le conflit nord-irlandais. Il a trois soeurs et possède les nationalités irlandaise et américaine. Il habite aux États-Unis depuis 1987 et a été naturalisé américain en 2009.
Avant de se lancer dans le cinéma, Liam Neeson était professeur dans un collège, mais il a très vite arrêté ce métier, car il affirme qu'il ne parvenait pas à tenir une classe.
Marié depuis 1994 à l'actrice Natasha Richardson dont il a eu deux fils, Michael (1995) et Daniel (1996). Celle-ci meurt des suites d'un accident de ski au Mont Tremblant, Québec, le 18 mars 2009,.
Sa carrière cinématographique débute en 1979, et il apparaît dans des films d'aventure comme Excalibur, Le Bounty avec Mel Gibson et Anthony Hopkins, puis
Mission avec Jeremy Irons et Robert De Niro.
La notoriété lui vient, en 1987, avec Suspect dangereux, où il est un sans-abri sourd et muet accusé de meurtre, suivi de Darkman trois ans plus tard, où il est le héros principal. La consécration arrive en 1993 pour son rôle d'Oskar Schindler dans
La Liste de Schindler de Steven Spielberg, pour lequel il est nommé à l'Oscar du meilleur acteur.
Dès lors, Liam Neeson se spécialise dans les rôles de personnages courageux et révolutionnaires, en témoigne
Rob Roy et Michael Collins. Continuant sur sa lancée, il incarne Qui-Gon Jinn dans Star Wars, épisode I : La Menace fantôme.
En 1995, il retrouve sa femme, Natasha Richardson, sur le tournage du film
Nell avec Jodie Foster.
La décennie suivante, on le remarque dans le huis-clos K-19 : Le Piège des profondeurs (2001) avec Harrison Ford, la comédie sentimentale Love Actually (2003) et le biopic Dr Kinsey (2004), où il incarne le rôle titre avec Laura Linney, sa partenaire de jeu des Sorcières de Salem au théâtre.
En 2008, il est un agent secret à la retraite qui veut sauver sa fille dans le film d'action français
Taken. En 2009, il est choisi pour incarner le Colonel Hannibal Smith dans L'Agence tous risques. Il reprend ainsi le rôle célèbre tenu par George Peppard dans la célèbre série des années 1980.