Christopher Lloyd est né le 22 octobre 1938 à Stamford, dans le Connecticut. Sa mère Ruth (née Lapham) était la fille de Lewis Henry Lapham, l’un des fondateurs de la compagnie pétrolière Texaco (qui sera plus tard référencée à plusieurs reprises dans la franchise Retour vers le futur de Christopher). La maison de Lewis à New Canaan, Connecticut, est Wavenly Park. C’est un domaine de 300 acres qui a été donné à l’État du Connecticut à sa mort et qui a été inscrit au Registre national des lieux historiques en 2019. L’oncle de Christopher (le frère de Ruth) a été le maire de San Francisco de 1944 à 1948.

Lloyd a d’abord poursuivi son amour de la comédie en travaillant comme apprenti dans les cages d’été à l’âge de 14 ans. À 19 ans, il suivait des cours à l’école de théâtre Neighborhood Playhouse de New York avec le célèbre professeur de théâtre Sanford Meisner. Lloyd fait ses débuts sur scène dans une production de And They Put Handcuffs on the Flowers de Fernando Arrabal. Il fait ses débuts à Broadway dans une production de Red, White and Maddox, qui n’attire pas un grand public. Christopher Lloyd a continué à travailler régulièrement au théâtre, principalement dans les festivals Shakespeare de New York et dans des spectacles off-Broadway tels que The Seagull, Macbeth, What Every Woman Knows et Kaspar, avec un rôle occasionnel à Broadway. En 1975, alors qu’il jouait le rôle d’Oberon dans une production du Songe d’une nuit d’été de l’Université de Yale, il a travaillé avec la jeune Meryl Streep, qui jouait le rôle d’Helena. Lloyd a travaillé dans plus de 200 productions théâtrales avant de s’essayer au cinéma. Son premier rôle au cinéma est celui du patient psychiatrique Max Taber dans Vol au-dessus d’un nid de coucou (1975), avec Jack Nicholson. Le film a remporté cinq Oscars, dont celui du meilleur film, après quoi il a obtenu son rôle le plus mémorable à ce jour, celui d’Emmett « Doc » Brown dans Retour vers le futur et ses suites.