Song Kang-ho memulai kariernya di bidang teater sosial setelah lulus dari Kimhae High School. Ia bergabung dengan perusahaan teater Kee Kuk-seo yang menekankan improvisasi dan aktor berdasarkan naluri. Meskipun sering ditawari film, ia baru tampil sebagai pemeran pendukung pada awal kariernya, termasuk sebagai figuran dalam Daijiga umule pajinnal (1996).

Pada tahun berikutnya, ia memerankan seorang tunawisma dalam Nappun yeonghwa (1997) dan mencuri perhatian dengan peran gangster dalam Neung-han Song Neombeo 3 (1997), yang mengantarkannya meraih penghargaan Aktor Terbaik pertama kalinya. Sejak saat itu, ia mulai mendapatkan peran pendukung di berbagai film.

Karier Song melesat saat ia berperan sebagai mitra agen rahasia Han Suk-kyu di Swiri (1999). Puncaknya, ia menjadi bintang besar setelah tampil sebagai peran utama dalam Banchigwang (2000), termasuk melakukan sebagian besar stunt sendiri. Peran sebagai sersan Korea Utara dalam JSA (2000) membuatnya dikenal luas dan masuk jajaran aktor papan atas Korea.

Selain itu, ia membintangi Sympathy for Mr. Vengeance (2002) karya Park Chan-wook dan YMCA Yagudan (2002) tentang tim bisbol Korea pertama yang terbentuk awal abad ke-20. Ia semakin dikenal secara internasional melalui Gwoemul (2006) dan Snowpiercer (2013), film berbahasa Inggris yang didistribusikan secara internasional. Ia terus aktif di film-film berkualitas dan mendapatkan pengakuan global.

Pada 2008, ia membintangi Joeun nom, napun nom, esanghan nom, berperan sebagai Tae-goo, karakter penegas identitasnya sebagai aktor favorit dengan beragam genre. Pada 2015, ia membintangi The Throne, film drama sejarah yang meraih nominasi internasional. Tahun 2016, ia bekerja sama lagi dengan Kim Jee-woon dalam The Empire of Shadows, menegaskan kedudukannya di perfilman Korea.