母亲格雷斯·甘布尔（Grace Gamble）是美国人，父亲维戈·彼得·莫滕森（Viggo Peter Mortensen, Sr.）是丹麦人，农场管理商人。父母在挪威相识。他的外公是加拿大人。莫滕森一家曾移民至委内瑞拉、阿根廷、丹麦，他在阿根廷学会了西班牙语。莫滕森会说7种国家的语言。
私人生活.莫滕森于1986年认识演员及歌手Exene Cervenka，两人于1987年结婚，翌年他们的儿子亨利（Henry Blake）出生；但两人于1992年分手，1997年正式离婚。20