Enfant de la balle, Rory Kinnear débute très jeune à la scène. Formé à la London Academy of Music and Dramatic Art, il intègre la Royal Shakespeare Company et joue dans plusieurs spectacles théâtraux.
Cela lui permet d’obtenir le Laurence Olivier Award du meilleur second rôle pour L’homme à la mode de George Etherege (en 2008) et celui du meilleur comédien pour Othello de Shakespeare (2014). Il est également à l’affiche de téléfilms et séries à partir de 2001, dont Penny Dreadful (2014-2016).
Rory Kinnear élargit son audience au cinéma en 2008 en interprétant Bill Tanner, le chef d’état-major de M. dans Quantum of Solace (2008) de Marc Forster. La franchise James Bond l’emploie à nouveau avec Skyfall (2012) et 007 Spectre (2015) de Sam Mendes, ainsi que Mourir peut attendre (2021) de Cary Joji Fujunaga.
Rory Kinnear a également été dirigé par Rufus Norris (Broken, 2012), Adam Smith (À ceux qui nous ont offensés, 2017) et Mike Leigh (Peterloo, 2018).