Torontóban született, anyjával még gyerekként költözött Winnipegbe, miután ismert sportújságíró apjától elváltak útjaik. Tinédzser korától zenélt, szülőhazájában már a hatvanas évek elején ismert lett. Huszonegy évesen a nagyobb lehetőségekkel kecsegtető Kaliforniába költözött, ahol Stephen Stills társaságában megalapította a rövid életű, de annál nagyobb hatású Buffalo Springfield együttest. 1970-ben Stills hívására negyedik tagként csatlakozott a legendássá váló formációhoz, a Crosby, Stills, Nash & Younghoz. A csapat túlméretezett egójú tagjai egy év után búcsút mondtak egymásnak, Déja Vu című lemezük azonban minden idők legjobb albumai közé tartozik.
Neil Young már 1969-ben kiadta első szólólemezét.
Az 1970-ben megjelent After the Gold Rush és az 1972-es Harvest pályafutása két csúcspontja, ezeken a lemezeken található a Southern Man és a Heart of Gold, utóbbi első és eddig utolsó listavezető dala lett. Az azóta eltelt évtizedekben hol egyedül, hol Crazy Horse elnevezésű kísérőzenekarával dolgozik.
A hetvenes évek koncertkörútjai után a nyolcvanas évek kísérletei következtek, megterhelve számos magánéleti válsággal. 1982-es Trans című albumán például a kort megelőzve a dalokat hangszintetizátorral vette fel. A lemez és az azt kísérő turné igen élénk, bár jobbára elmarasztaló kritikákat kapott, maga Neil Young a zenei kalandról azt mondta: megpróbálta magát a fia helyébe képzelni, aki agyi bénulással született, és a gépen keresztül próbált vele beszélni.
Az idők folyamán ide-oda csapódott a zenei műfajok között, készített tiszta country és az elektromos zenével kísérletező lemezeket is. Az 1990-ben megjelent, a hard rockhoz visszatérő Ragged Glory az akkor kezdődő grunge irányzat kiválóságai, a Nirvana és a Pearl Jam példaképévé tette; a Pearl Jammel közös albumot is rögzített Mirror Ball címmel.
1994-ben ő szerezte Jonathan Demme Philadelphia című filmjének címadó dalát, amelyért 1993-ban Oscar-díjra jelölték
(a szobrocskát az ugyanebben a filmben felhangzó, Bruce Springsteen által énekelt Streets of Philadelphia nyerte.)
2005-ben meglegyintette a halál szele, agyműtétet hajtottak végre rajta, de néhány hónappal később már fellépett a Live 8 segélykoncerten.
Környezetvédelmi és politikai kérdésekben is hallatja szavát, az új évezred első évtizedét a George W. Bush elnök politikája és az iraki háború elleni „tiltakozó üzemmódban” töltötte,
2006-os Living With War című albumát is ennek szentelte.
2009-ben egész pályafutását dokumentáló gyűjtemény összeállításába kezdett: az 1963 és 1972 közötti éveket átfogó, 137 felvételt tartalmazó első „kötet” 2010-ben Grammy-díjat kapott. 2012-ben újra a Crazy Horse-szal dolgozott: az Americana klasszikus amerikai folkdalok gyűjteménye. 2015-ben került a boltokba The Monsanto Years elnevezésű koncepcióalbuma, melyen a génkezelt vetőmagokat gyártó Monsanto vállalat ellen szólal fel, és a világ ökológiai értékeinek megőrzésére biztató honlapot is indított.
Három tucat stúdióalbumot adott ki, de kalózfelvételeinek se szeri, se száma, rengeteg időt tölt a stúdióban.
Több filmzenét is jegyez, talán a legizgalmasabb a Halott ember című Jim Jarmusch-filmhez készült. Jonathan Demme két dokumentumfilmet is készített róla.
Megalkuvás nélkül alakította ki saját stílusát, amelyet egyéni gitárjátéka és személyes dalszövegei, jellegzetes falsetto/tenor hangja, hosszú gitárszólói tesznek egyedivé. A gitár mellett játszik bendzsón, szájharmonikán, ukulelén és zongorán.
A tökéletesség megszállottja, dalainak streamelését letiltotta, mert szerinte azok így csak rossz minőségben hallhatók.
Ezért 2017-ben több mint félévszázados pályafutása szinte valamennyi zenéjét egy ideig elérhetővé tette online archívumában, amelynek kialakításakor egy szingapúri céggel dolgozott együtt, hogy a lehető legjobb hangminőséget tudják produkálni. (A zenefájlok adatmennyisége a hússzorosa lett az átlagos mp3-akénak.)
2020-ban a koronavírus-járvány elején az elsők között jelentkezett karanténkoncerttel coloradói otthonából, több ritkán hallható darabot eljátszott, köztük a Little Winget, majd 45 évvel a felvételek elkészülte után a Reprise Recordsnál megjelentette eddig kiadatlan albumát, a Homegrownt.
Bár a legkülönbözőbb stílusokkal kísérletezett, beleértve a szvinget és az elektronikus zenét is, legismertebb dalai az akusztikus folk és country, a progresszív rock jegyében születtek. 1995-ben választották be a Rock And Roll Hírességek Csarnokába.
Öntörvényű, akaratos és szókimondó, sokak szerint összeférhetetlen személyiség, így magányossága, zenekarokkal átélt viharai sem zavarták különösebben.
Egyáltalán nem áll tőle távol a jótékonykodás, három évvel ezelőtt Oldtimer autókból, vasútmodellekből, hangszerekből és hangtechnikai eszközökből álló gyűjteménye több értékes darabját elárverezte, a pénzt a fogyatékkal élő gyerekeket támogató Bridge School nevű alapítványnak adta.
2019-ben politikai állásfoglalásnak is beillő akcióként amerikai állampolgárságért folyamodott, majd még időben meg is kapta, hogy Donald Trump ellen szavazhasson az elnökválasztáson. Idén augusztusban pedig bírósági keresetet nyújtott be Trump ellen, mert kampányrendezvényein engedély nélkül használta a zenéjét. Két hónappal az elnökválasztás előtt kiadta The Times című gyűjteményét, amely ismert tiltakozó dalainak akusztikus változatát kínálja Bob Dylan The Times They Are A-Changin' című dalának feldolgozásával.
Fejléckép: Neil Young (fotó: Frazer Harrison / Getty Images)