С подачи матери, в десятилетнем возрасте мальчик начал модельную карьеру. Каждое лето миловидный Йен ездил для съемок в Нью-Йорк; у него были контракты с лучшими детскими модельными агентствами США, среди которых «Click», «Next», «Arlene Wilson». В юношеские годы парень продолжил работать моделью не только в Америке, но и в Европе. Он побывал в Лондоне, Париже, Милане; был лицом дизайнерской одежды «Guess», а также сотрудничал с домами моды «Versace», «Esprit», «Persol», «Calvin AKlein Inc.», «Dolce & Gabbana», «Gucci». Дебютом в актерской карьере Сомерхолдера стала научная драма «Сейчас или никогда», которая вышла на экраны в 1999 году. Вскоре Йена начали приглашать на другие роли в малобюджетных кинофильмах.
Перая известность пришла к актеру после съемок в сериалах «C.S.I.: Место преступления», «C.S.I.: Место преступления Майами», «Закон и порядок: Специальный корпус» и «Тайны Смолвиля». За роль в фильме «Жизнь как дом» Сомерхолдер был награжден премией «Молодой Голливуд». Стоит также отметить роль Пола Дентона, которую актер сыграл в фильме «Правила секса», впоследствии ставшем одним из наиболее успешных в карьере Йена. Настоящий успех пришел к Сомерхолдеру после сериала «Остаться в живых», в котором актер сыграл роль Буна Карлайла. Как признавался сам Йен, ему совершенно не нравился его персонаж, но со временем герой сериала менялся и все больше радовал Сомерхолдера.
Новым прорывом Йена Сомерхолдера стало исполнение главной роли в телевизионном сериале «Дневники вампира», где актер сыграл главную роль Дэймона Сальваторе. В свое время актер встречался с начинающим дизайнером Сарой Малейтестой, сестрой Пэрис Хилтон – Ники, актрисой Мэгги Грейс.
На протяжении двух лет состоял в отношениях с партнершей по сериалу «Дневники вампира», актрисой Ниной Добрев. Пара рассталась в 2013 году. С 26 апреля 2015 года женат на актрисе Ники Рид. 25 июля 2017 года у пары родилась дочь Боди Солэй Рид Сомерхолдер.
