Cumberbatch urodził się 19 lipca 1976 roku w Londynie. Jest synem pary aktorów - Wandy Ventham i Timothy'ego Carltona. Ukończył studia na University of Manchester i w London Academy of Music and Dramatic Art. Po otrzymaniu tytułu kontynuował naukę aktorstwa w London Academy of Music and Dramatic Art.
Przed studiami Cumberbatch spędził rok w tybetańskim klasztorze, gdzie jako wolontariusz uczył angielskiego.
Zaczął grać na scenie w 2001 roku. Jego pierwsze ważniejsze role na ekranie to tytułowy "Hawking", za którą został nominowany do BAFTA, "Głos wolności", gdzie zagrał młodego Premiera Wielkiej Brytanii czy "Pokuta".
W 2010 roku Cumberbatch pojawił się w serialu BBC "Sherlock", co przyniosło mu kolejną nominację do BAFTA oraz sporą sławę.
Chociaż początkowo pomysł wydawał się ryzykowny: jak przenieść postać z wiktoriańskiej Anglii w czasy komputerów i mediów społecznościowych? A jednak...
Okazało się, że pewne cechy oryginalnego, XIX-wiecznego Holmesa, są dość bliskie współczesnym: nałogi (pomimo przestróg przyjaciela dr. Watsona zażywał kokainę i morfinę, twierdząc, że rozjaśniają umysł); ekstrawagancja (cóż może być ciekawszego w epoce Instagramu!); dedukcja (mało znana, ale pożądana technika).
I jeszcze jedno: "prawdziwy" Holmes urodził się ok. 1854 roku, a w momencie debiutu powieściowego miał ok. 34 lat. W podobnym wieku był Cumberbatch, gdy zaczęto kręcić "Sherlocka"...
Przyjaciela współczesnego Sherlocka, dr. Watsona, zagrał Martin Freeman.
Cumberbatch zagrał też w "Czasie wojny" oraz w "Szpiegu", a w 2012 roku użyczył swojego głosu Smaugowi w "Hobbicie". Aktor wcielił się również w postacie Alana Turinga w filmie "Gra tajemnic" (2014) czy Juliana Assange'a w "Piątej władzy" (2013).W 2016 roku Cumberbatch zagrał tytułową rolę Stephena Strange'a w filmie "Doktor Strange". W tej roli wystąpił również w kolejnych produkcjach Marvel Cinematic Universe: "Thor: Ragnarok" (2017), "Avengers: Wojna bez granic" (2018) oraz "Avengers: Koniec gry" (2019).
W czerwcu 2015 roku decyzją królowej Elżbiety II został Komandorem Orderu Imperium Brytyjskiego za zasługi w dziedzinie sztuki aktorskiej oraz działalność charytatywną.
W 2015 roku ożenił się z Sophie Hunter. Para ma dwóch synów: Christophera Carltona i Hala Audena. (PAP Life)