Cuando el actor alemán-sueco Dietrich Hollinderbäumer tenía nueve años en 1951, sus padres se separaron y él y su hermano de dos años se mudaron a Estocolmo, Suecia. Ya ahí decidió dedicarse a la actuación y estudió en el Royal Dramatic Theatre de Estocolmo. Formó parte del ensamble de varios teatros, obteniendo importante éxito: de 1968 a 1972 trabajó para Westfälisches Landestheater; de 1978 a 1983 trabajó en Theater & Orchester Heidelberg, y finalmente, de 1983 a 1988 trabajó en Burgtheater en Viena. Desde finales de los ochenta trabajó como actor en películas alemanas y programas de televisión. Apareció regularmente en varios programas de la pantalla chica, pero el público internacional lo conoció por interpretar al Capitán General Robert Ritter von Greim en la película de 2004, La caída. Desde 2017 apareció en la producción de la serie alemana de Netflix Dark, como el misterioso personaje de Adam.