De petit cantà al cor de l’església de la seva vila natal i el 1909 començà a estudiar piano amb John Heintze al Conservatori de Malmö. Més tard es traslladà a Estocolm, on continuà la seva formació al conservatori (1915-19) amb R. Andersson (piano) i E. Ellberg (composició). L’any 1919 debutà com a director d’orquestra a Norrköping amb una obra pròpia, les Tres peces de fantasia. El 1920 era a Dresden estudiant direcció orquestral amb Kurt Striegler i piano amb Richard Buchmayer, i l’any següent tornà al seu país natal. El 1923 fou nomenat vicepresident de la secció sueca de la Societat Internacional per a la Música Contemporània. Del 1932 al 1934 estigué al capdavant de l’orquestra del Teatre Reial d’Estocolm, on inaugurà la temporada 1932-33 amb Les noces de Fígaro, de W.A. Mozart. John Forsell, director del teatre, l’animà a escriure una òpera, i compongué Resa till Amerika ('Viatge a Amèrica'), estrenada el 1932. En 1951-53 fou vicepresident de la Reial Acadèmia Sueca de la Música. Al llarg de tota la seva vida viatjà per Europa, primer com a estudiant i després en gires com a director d’orquestra, i entrà en contacte amb la música de P. Hindemith i A. Schönberg, la influència dels quals és evident en la seva producció. L’estructura de les obres de Rosenberg és deutora del neobarroc de Hindemith, si bé el llenguatge harmònic s’adscriu a la tradició de la música popular escandinava i és hereu de compositors com C. Nielsen i J. Sibelius. En el seu catàleg cal destacar també les vuit simfonies, escrites entre el 1917 i el 1974, i l’òpera Marionetter ('Marionetes', 1938).
9 òperes (entre les quals: Resa till Amerika, ’Viatge a Amèrica', 1932; Marionetter, ’Marionetes', 1938; 1940; De två konungadöttrarna, ’Les dues princeses', 1940; Hus med dubbel ingång, ’La casa amb dues portes', 1969); 5 ballets (entre els quals: Eden, ’Adam i Eva', 1946; Salome, 1963; Babels torn, ’La torre de Babel', 1966); música per a 49 obres teatrals; 10 bandes sonores de pel·lícules
5 oratoris (entre els quals: Den heliga natten, ’Santa nit', 1936; Perserna, ’Els perses', 1937); 5 cantates; 16 obres vocals de dimensions reduïdes (entre les quals: Quatre cançons jueves, 1 v., pno., 1941; Grekiska strövtåg, ’Excursió grega', 1 v., narrador, fl., pno., 1940; Tres cançons populars sueques, cor, 1953)
48 obres orquestrals, entre les quals: 8 simfonies (entre les quals: núm. 2, Sinfonia grave, 1928-35; núm. 6, Sinfonia semplice, 1951; núm. 8, In candidum, cor, orq., 1974); Overtura piccola (1934); Adagio funèbre (1940); Concert per a piano i orquestra (1950); Metamorfosi sinfoniche (1963-64)
Suite, vl., pno., 1922; Moments musicaux, qt. de c. (1972); 12 qt. de c.; 2 sonates per a vl. i pno.
3 sonates per a vl. (1921-53); 4 sonates per a pno. (1923-27); Tema con variazioni, pno. (1941); Sis estudis polifònics, pno. (1945); Preludi i fuga, org. (1948); Le dilette secunde, pno. (1962); Sonata, cl. (1960)