Rodney Sturt Taylor est né le 11 janvier 1930 à Lidcombe, dans la banlieue de Sydney, en Australie. Son père était entrepreneur en construction métallique et artiste commercial, et sa mère était auteur de livres pour enfants. Dès son plus jeune âge, il s'est intéressé à l'art, prenant des cours au lycée, puis poursuivant ses études à l'université. Cependant, une rencontre décisive a orienté sa carrière vers le jeu d'acteur : il a vu Laurence Olivier dans une production de Richard III de l'Old Vic en tournée, ce qui l'a inspiré à changer de voie.

Il a commencé sa carrière en Australie, jouant dans des productions théâtrales pour le Mercury Theatre et obtenant son premier rôle au cinéma dans un film australien, King of the Coral Sea (1954). Cherchant à percer à Hollywood, il s'est installé aux États-Unis au milieu des années 1950. Il a rapidement fait ses preuves à la télévision dans des séries d'anthologies, avant de décrocher des rôles plus substantiels au cinéma, exploitant son physique athlétique et son charme.

Le tournant de sa carrière s'est produit en 1960 avec son premier grand rôle dans le film de science-fiction culte La Machine à explorer le temps, adapté du roman de H.G. Wells, où il incarne H. George Wells. Ce rôle l'a propulsé sur le devant de la scène internationale. L'année suivante, il a prêté sa voix à Pongo, le célèbre dalmatien, dans le classique d'animation Disney Les 101 Dalmatiens (1961).

Cependant, c'est en 1963 qu'il a livré l'une de ses performances les plus mémorables, sous la direction d'Alfred Hitchcock, dans le thriller horrifique Les Oiseaux. Il y joue Mitch Brenner, l'avocat qui se retrouve au cœur d'une série d'attaques d'oiseaux inexpliquées. Ce rôle a solidifié son statut de star hollywoodienne et l'a fait connaître auprès d'un public encore plus large.

Dans les années 1960, Rod Taylor a été un acteur très sollicité, apparaissant dans une cinquantaine de films. On peut citer parmi ses films notables Hôtel international (1963), Une vierge sur canapé (1964), Le Jeune Cassidy (1965) ou encore Chuka le redoutable (1967), un western qu'il a également produit. Son image d'acteur polyvalent lui a permis d'aborder plusieurs genres avec succès.

Parallèlement à sa carrière cinématographique, il a été une figure récurrente à la télévision, tenant des rôles principaux dans des séries comme Hong Kong (1960-1961) et Bearcats! (1971). Sa présence sur le petit écran lui a permis de maintenir une forte visibilité tout au long des décennies. À la fin des années 1990, il a ralenti son rythme de travail, optant pour une semi-retraite.

Malgré sa semi-retraite, il a fait une apparition remarquée en 2009 dans le film Inglourious Basterds de Quentin Tarantino, incarnant une version romancée de Winston Churchill. Ce fut son ultime rôle au cinéma, marquant la fin d'une carrière prolifique qui s'est étendue sur plus d'un demi-siècle.

Sur le plan personnel, Rod Taylor a été marié à trois reprises. Son dernier et plus long mariage fut avec Carol Kikumura, qu'il a épousée en 1980 et avec qui il est resté jusqu'à sa mort. Il a eu une fille, Felicia Taylor, journaliste, issue de son second mariage avec Mary Hilem.

Rodney Sturt Taylor est décédé le 7 janvier 2015 à Los Angeles, en Californie, d'une crise cardiaque, à l'âge de 84 ans.

Il est inhumé au Forest Lawn Memorial Park (Hollywood Hills), situé au 6300 Forest Lawn Drive à Los Angeles, en Californie, aux États-Unis.