Кристоф Вальц родился в семье кинематографистов (его родители — Йоханнес Вальц и Элизабет Урбанчик — были художниками по костюмам, дед и бабушка были театральными актёрами). Окончил театральный семинар имени Макса Райнхардта (собственно актёрский факультет Венского университета музыки и театра), затем учился в Нью-Йорке в институте Ли Страсберга. В начале карьеры агент Вальца предостерегал его от участия в американских проектах, напоминая, что в Голливуде австрийский актёр всю оставшуюся жизнь будет вынужден играть нацистов в фильмах о войне.

С конца 1970-х годов широко снимался в различных телесериалах, по большей части детективных. Сыграл небольшую роль в фильме Кшиштофа Занусси «Жизнь за жизнь» (1991).

В фокус внимания публики и специалистов, тем не менее, Вальц попал лишь в 2009 году в роли штандартенфюрера СС Ганса Ланды в фильме «Бесславные ублюдки» Квентина Тарантино. За эту роль он был признан лучшим актёром на Каннском кинофестивале 2009 года, а в январе 2010 года удостоен премии «Золотой глобус» за лучшую мужскую роль второго плана.

Также за эту роль получил премию Американской Ассоциации кинокритиков, кинопремию Американской Гильдии киноактёров, премии Оскар и BAFTA как лучший актёр второго плана.