Urodził się w rodzinie pochodzenia żydowskiego. Jego ojciec był fabrykantem tekstylnym, matka zaś pochodziła z bankierskiej z ruchem Młodego Wiednia.
W czasie I wojny światowej pracował dla Archiwów Wojskowych w Wiedniu, z misją dla których przebywał w 1915 w Galicji. Ostatni rok wojny spędził w Szwajcarii. Doświadczenia wielkiej wojny białych ludzi skłoniły go do napisania antywojennego dramatu pt. Jeremiasz.
Głównym jego przedmiotem zainteresowania jako pisarza była psychologia człowieka. Znajdował się on pod znacznym wpływem pracy Zygmunta Freuda. Ocenia się, że był dobrym znawcą ludzkiej psychiki, co znalazło odzwierciedlenie w jego twórczości. Wyraźne ślady jego pasji życiowej noszą m.in. liczne opowiadania (Amok, 24 godziny z życia kobiety, Nowela szachowa itd.).
Z powodzeniem pisał też zbeletryzowane biografie. Najsłynniejszą z nich jest Maria Stuart, inna traktuje o Marii Antoninie.
Był bardzo popularny jako pisarz w latach 20. i 30. XX wieku. Po jego śmierci zainteresowanie jego twórczością systematycznie spadało, choć nadal jest dość znany. We Francji pozostaje jednym z najczęściej czytanych autorów obcojęzycznych. W Polsce ukazały się m.in.: zbiór jego opowiadań (kilkakrotnie, pod tym samym tytułem – 24 godziny z życia kobiety – jednak z różnym doborem zawartości), powieść Niecierpliwość serca oraz wspomniane już biografie – Marii Stuart i Marii Antoniny, a także Magellana. W roku 2012 nakładem Wydawnictwa W.A.B. ukazała się kolejna powieść pisarza Dziewczyna z poczty. W roku 2014 nakręcono komediodramat The Grand Budapest Hotel inspirowany wspomnieniami Zweiga.
Był przeciwnikiem faszyzmu i pacyfistą. W obliczu wojny wyemigrował w 1934 z Austrii. Następnie mieszkał w Wielkiej Brytanii, USA, a od 1941 w Brazylii, gdzie rok później w Petrópolis popełnił wraz z żoną samobójstwo (jako wyraz protestu przeciw hitleryzmowi).