Rossi Stuart urodził się w Rzymie. Jego ojciec, Giacomo, był aktorem włoskiego i szkockiego pochodzenia (jego matka była Szkotką). Matka Kima, Klara Müller, była top modelką pochodzenia niemieckiego i holenderskiego.
Zaczął grać w wieku pięciu lat. Studiował teatr, a w 1986 roku zaczął regularnie występować, zwłaszcza w produkcjach telewizyjnych, takich jak serial Fantaghirò, oraz w kinie z małą rolą w Imię róży. Osiągnął popularność dzięki Karate Warrior i filmowi Poliziotti. Po tym komercyjnym filmie zaczął grać tylko w filmach wysokiej jakości, takich jak Senza pelle, gdzie jego rola, mężczyzny z problemami psychologicznymi, została doceniona przez krytyków. Następnie wystąpił u reżysera Antonioniego w Al di là delle nuvole i zagrał Juliena Sorela we francuskim filmie telewizyjnym Czerwony i czarny (Le Rouge et le Noir) w 1997 roku, opartym na powieści Stendhala pod tym samym tytułem.
Rossi Stuart powrócił do gry w teatrze z Re Lear i z najważniejszymi włoskimi aktorami, takimi jak Turi Ferro w dziele Il visitatore. W 2002 roku pojawił się w filmie Pinokio jako Lucignolo. W 2004 roku zagrał w Le Chiavi di Casa, jako młody ojciec, który próbuje nawiązać relację ze swoim nastoletnim, upośledzonym synem, kiedy spotyka go po raz pierwszy.
Później zagrał Mimmo w filmie telewizyjnym Il tunnel della libertà (2004) i miał jedną z głównych ról (Freddo) w filmie Michele Placido z 2005 roku Romanzo Criminale, opartym na powieści Giancarlo De Cataldo z 2002 roku o tym samym tytule.
Rossi Stuart napisał scenariusz, wyreżyserował i zagrał w filmie Anche libero va bene z 2006 roku. Następnie powstał film Piano, solo (2007), oparty na życiu włoskiego muzyka jazzowego Luki Floresa, w którym Rossi Stuart zagrał Floresa. Kolejny film, Questione Di Cuore, został wydany w 2009 roku. Kolejnym filmem Rossiego Stuarta był Angel of Evil, oparty na życiu włoskiego gangstera z lat 70-tych Renato Vallanzasca. Film został wydany we Włoszech w styczniu 2011 roku, a w Niemczech wszedł na ekrany w lutym tego samego roku.
W 2020 roku zagrał główną rolę w filmie Cosa sarà Francesco Bruni. Rola ta przyniosła Rossi Stuart Nastro d'argento i Globo d'oro dla najlepszego aktora.
W 2023 roku zagrał w serialu Everybody Loves Diamonds, opisywanym jako włoski Ocean's Eleven.