Somerhalder nació en Covington, Luisiana. Tiene un hermano, Bob, y una hermana, Stella. Su padre, Robert Somerhalder, de origen francés e inglés, era un contratista de la construcción, y Edna, su madre, de origen irlandes y choctaw, creció en una granja en Mississippi. El apellido "Somerhalder" se origina a partir de su bisabuelo adoptivo. Su bisabuelo biológico, un rico terrateniente inglés, que embarazó a una de sus amantes y pagó a un trabajador inmigrante para que contrajera matrimonio con esta mujer y diera al bebé un nombre, que fue Somerhalder. El nombre de bisabuelo biológico es Hull.
Sus padres se divorciaron cuando él tenía quince años. Creció con su madre, a quien ha descrito como "muy espiritual", y asistió a una escuela católica. Su familia en Luisiana fue significativamente afectada por el huracán Katrina en 2005.
Ian tiene tres gatos: un gato callejero de Hawai, que creció en la selva; otro fue rescatado de una prisión en Nueva York; y el otro es de Canadá. Se proclama a sí mismo como un perfeccionista y obsesivo-compulsivo a la limpieza. Le gusta practicar yoga, béisbol, fútbol y ciclismo.
Algunas de sus relaciones sentimentales de Ian Somerhalder incluyen a Nicky Hilton Kenya Bayardo Maggie Grace, actualmente mantiene una relacion sentimental con su co-protagonista Nina Dobrev en la serie The Vampire Diaries.
Su mejor papel y el mas importante es el de Damon en Cronicas vampiricas.