2014年第81回日劇學院賞最佳男主角
2012年第74回日劇學院賞最佳男主角
2008年橋田賞新人賞
2008年第17回年間電視劇大賞男配角賞
1982年12月26日，小栗旬出生于東京都小平市。爸爸是歌劇表演的舞臺總監，媽媽則是古典芭蕾舞教師。小學六年級開始加入兒童劇團，當一名臨時兒童演員。
1996年，小栗旬參演首部電視劇《秀吉》，飾演石田三成的幼年時期；1998年，出演連續劇《麻辣教師GTO》。之后因演藝與修學兩者不能兼顧，被迫于明星學園高等學校中途退學，從此開始了真正的演藝生涯。
2000年，小栗旬參演電視劇《夏之雪》，飾演一名有聽力障礙的高中學生；2011年，參演電視劇《愛在記憶深處》。
2002年，小栗旬參演改編自同名漫畫的青春校園劇《極道鮮師》，飾演“內山春彥”一角；2003年，與長澤雅美合作主演電影《機器人競賽》。
2005年，小栗旬與井上真央、松本潤、松田翔太等演員出演電視劇《花樣男子》，飾演F4成員之一的“花澤類”一角。
2006年，小栗旬主演名偵探柯南第一部真人版電視劇《致工藤新一的挑戰書離別前的序章》，飾演工藤新一。
2007年，7月小栗旬與堀北真希主演青春校園電視劇《花樣少年少女》，飾演“佐野泉”一角。該劇改編自日本漫畫《偷偷愛著你》，不僅以平均收視率17.33%成為當季收視冠軍，最高收視率更是達到21%。10月主演由三池崇史執導的電影《熱血高校》，該影片取得25億日元票房成績。11月連續2周擔任紀錄片節目《情熱大陸》的解說廣播員。12月在名偵探柯南第二部真人版電視劇《工藤新一的復活》中再次出演工藤新一。
2008年，4月小栗旬在電視劇《貧乏男子》中飾演一名貧窮大學生；2009年，1月參演改編自火坂雅志同名小說的大河劇《天地人》，飾演主角“直江兼續”的好友“石田三成”。4月主演電影《熱血高校2》，再次出演“瀧谷源治”一角。10月在與水島宏合作拍攝的電視劇《東京DOGS》中飾演一名刑警，該劇開播收視率即達到18.7%。
2010年，7月參演電影《跳躍大搜查線3：開釋罪犯》，該影片累計突破73億日元票房。同年執導首部電影《終有一天》。10月小栗旬時隔三年再次與井上真央合作，主演改編自同名漫畫的電視劇《獸醫杜立德》；2011年，5月小栗旬與長澤正美主演由片山修執導的電影《岳》。該影片主要描述登山救助隊故事，累計票房達到20億日元。7月參演電視劇《荒川爆笑團》，在其中扮演河童村長一角。
2012年，2月與役所廣司主演勵志電影《啄木鳥和雨》，該影片入圍了第24屆東京國際電影節競賽單元。7月和石原里美搭檔主演電視劇《富貴男與貧窮女》；2013年，參演電視劇《woman》和電影《少年H》。
2014年，1月小栗旬在改編自漫畫的動畫電影《船長哈洛克》中為主人公哈洛克配音。4月主演驚悚懸疑電視劇《Border》。8月主演由北村龍平執導的真人電影《魯邦三世》，該影片自上映起10天內票房便突破11億日元。10月主演歷史電視劇《信長協奏曲》，飾演一名意外穿越至戰國時代的高中生。
2015年，1月小栗旬搭檔生田斗真、上野樹里出演電視劇《無間雙龍》，飾演一名黑幫頭目。10月參演的電影《銀河街道》上映。出演TBS金十檔劇集《產科醫鴻鳥》。