Xuân Bắc sinh năm 1976, tại Phú Thọ. Khi học cấp 3, do có chút năng khiếu kể chuyện lại bạo dạn trước đám đông nên anh cùng một cô bạn tham gia cuộc thi học sinh thanh lịch và giành giải cao.
Từ cuộc thi này, được bạn bè cùng thầy cô khích lệ, Xuân Bắc nuôi ước mơ trở thành diễn viên điện ảnh. Ước mơ thành hiện thực khi anh thi đỗ vào Trường Đại học Sân khấu - Điện ảnh Hà Nội.
Xuân Bắc được chọn vào nhiều bộ phim nổi tiếng như 12A và 4H, Sóng ở đáy sông, Ngã ba Đồng Lộc, Chuyện nhà Mộc…
Sóng ở đáy sông là một trong những tác phẩm làm nên tên tuổi của Xuân Bắc. Phim chuyển thể từ tiểu thuyết cùng tên của nhà văn Lê Lựu do đạo diễn Phi Đức Tiến thực hiện và phát sóng lần đầu năm 2000. Xem phim, khán giả ấn tượng với nhân vật chính Núi do Xuân Bắc thủ vai.
Sau bộ phim Con đường sáng, năm 2007, Xuân Bắc tạm ngưng sự nghiệp diễn viên chuyển sang làm MC. Với nét duyên có sẵn và khả năng ứng biến trên sân khấu, “anh Núi” trở thành một MC ăn khách, dẫn dắt nhiều chương trình được khán giả yêu thích như: Hỏi xoáy đáp xoay, Đuổi hình bắt chữ, Ơn giời cậu đây rồi...
Vai Nam Tào trong chương trình Táo quân - Gặp nhau cuối năm cũng góp phần đưa tên tuổi của Xuân Bắc đến gần hơn với khán giả đại chúng.
Năm 2016, Xuân Bắc được bổ nhiệm làm Phó Giám đốc Nhà hát Kịch Việt Nam. Đến tháng 1/2021, anh được bổ nhiệm làm Giám đốc Nhà hát Kịch Việt Nam.
Với những đóng góp lớn cho nghệ thuật, Xuân Bắc được phong tặng danh hiệu NSƯT năm 2016 và NSND năm 2023.
Ngày 30/10/2024, NSND Xuân Bắc được bổ nhiệm làm Cục trưởng Cục Nghệ thuật biểu diễn.
Về đời tư, nam nghệ sĩ kết hôn năm 2006. Vợ chồng anh có 3 cậu con trai. Trong đó, cậu con trai thứ hai Bi Béo (tên thật là Võ Nguyên, sinh năm 2009) được khán giả yêu thích sau khi tham gia các chương trình truyền hình thực tế cùng bố.
Anh và các con thường xuyên có những video chia sẻ về cuộc sống thường nhật với những câu chuyện tích cực trên kênh YouTube cá nhân, thu hút sự quan tâm lớn của công chúng.
