Né en Nofire Hollow, Oklahoma, Studi était scolarisé à Chilocco Indien Boarding School dans le nord de l'Oklahoma. Jusqu'à l'école primaire, il parlait uniquement la langue Cherokee. En 1967, il est incorporé dans l'armée et a servi 18 mois au Viêt Nam. Après l'armée, Studi a étudié au Tulsa Junior College.
Il est surtout connu pour ses rôles d'indien, comme le guerrier Pawnee dans Danse avec les loups, le perfide Magua dans
Le Dernier des Mohicans (1992) et
(film de Walter Hill en 1993). En 2002, Studi joue dans la série de films produits par la PBS de Robert Redford d'après des romans policiers de Tony Hillerman. Il y incarne le légendaire lieutenant Joe Leaphorn.
En 2005, il incarne un personnage inspiré par les Powhatans, le guerrier Opechancanough dans Le Nouveau Monde. Il est nommé en 2005 aux Oscars pour le film réalisé par Terrence Malick, avec Colin Farrell. L'aventure historique de la fondation de Jamestown, en Virginie et comprend d'autres personnages inspirés de personnages historiques, notamment le capitaine John Smith (Farrell) et Pocahontas. Une grande partie du film a été tournée dans des endroits dans le comté de James City, et de Charles City, pas loin de l'endroit où la première colonie anglaise permanente dans le Nouveau Monde a été créé à Jamestown, le 14 mai 1607.
En plus du cinéma, Studi est un sculpteur de pierre, l'auteur de deux livres pour enfants, et joue de la basse dans un groupe local.