Fill d’una estoniana i un rus d’origen neerlandès fugits d’Estònia arran de l’annexió soviètica (1940) i establerts a Àustria, es graduà (1966) i es doctorà (1970) en economia a la Universitat d’Innsbruck, on treballà com a assistent de recerca i docent (1971-76). Posteriorment exercí a l’Acadèmia Federal d’Administració (1977-80) i a la Universitat (1980-1999) de Viena, dedicat a la planificació i les finances del sector públic. Militant socialista fins els anys vuitanta, el 1994 fou elegit diputat pel partit ecologista. Reelegit fins el 2008 i portaveu del grup a la cambra des del 1997, el 2012 s’incorporà al consell municipal de Viena, càrrec que ocupà fins el 2015. El 2016 disputà la presidència de la república al candidat del populista FPÖ Norbert Hofer, al qual guanyà per un estret marge de vots en la segona volta al maig. Hofer, tanmateix, obtingué la impugnació del resultat i el Tribunal Constitucional ordenà la repetició de les eleccions al desembre, que Van der Bellen guanyà per un marge lleugerament més alt. El 26 de gener de 2017 assumí la presidència de la república i substituí Heinz Fischer. És autor de publicacions acadèmiques i de llibres de tema polític.