Somerhalder syntyi Covingtonissa, Louisianassa hieroja Edna ja rakennusurakoitsija Robert Somerhalderille.[2] Somerhalder oli 13-vuotias, kun hänen vanhempansa erosivat. Hän varttui äitinsä kanssa, jota hän on kuvaillut ”erittäin hengelliseksi”.lähde? Somerhalder kävi katolista koulua. Hän toimi mallina 10–13-vuotiaana ja päätti 17-vuotiaana ryhtyä näyttelijäksi.[2]
Somerhalder aloitti mallintyönsä kymmenvuotiaana. Hän oli mallina muun muassa Calvin Kleinille, Guccille ja Versacelle. Somerhalder oli Guessin keulahahmona kaksi vuotta.[3] Hän jatkoi mallin töitä DNA Model Managementin kanssa New Yorkissa ja Priscilla’s Model Managementin kanssa Sydneyssä, Australiassa.
Somerhalder seurusteli kolme vuotta vastanäyttelijänsä Nina Dobrevin kanssa, kunnes pari erosi vuonna 2013.
Huhtikuussa 2015 Somerhalder avioitui näyttelijä Nikki Reedin kanssa.[7] Pariskunnalle syntyi tytär 25. heinäkuuta 2017. 9. tammikuuta 2023 Somerhalder ilmoitti, että hän ja Reed odottavat toista lastaan.[8]
Somerhalder osallistui vuoden 2010 Meksikonlahden öljyonnettomuuden siivoustyöhön. Somerhalder muun muassa auttoi puhdistamaan öljyisiä eläimiä ja nauhoitti julkisia tiedotteita, kuinka ihmiset voivat auttaa katastrofin jälkien siivoamisessa. Somerhalder on eläinten suuri ystävä, ja on perustanut hyväntekeväisyysjärjestö ISF:än (Ian Somerhalder Foundation) joka on mukana aktiivisesti luonnonsuojelutyössä ja kerää rahaa muun muassa uhanalaisten eläinten suojelemiseen ja salametsästyksen lopettamiseen.