Eccleston nasceu na cidade de Little Hulton, próximo a Salford, e cresceu em uma família trabalhadora. Considerado por si mesmo como um péssimo estudante (simplesmente porque não se aplicava nas aulas), tinha como maiores paixões a televisão e o time de futebol Manchester United FC. Aos 19 anos de idade, após desistir da carreira de futebolista, resolveu ser ator inspirado pelo drama televisivo britânico Boys from the Blackstuff. Eccleston estudou na Central School of Speech and Drama. Como ator, teve influências de Ken Loach e Albert Finney do programa Saturday Night and Sunday Morning, mas se dedicou a atuações de clássicos como Shakespeare, Chekhov e Molière. Aos 25 anos, Eccleston fez estágio profissional na produção A Streetcar Named Desire da Bristol Old Vic. Desempregado por alguns anos como ator logo após se formar, Eccleston teve uma grande variedade de empregos temporários em supermercados, edifícios e como modelo artístico.
Eccleston iniciou sua carreira em 1991 como Derek Bentley no filme Let Him Have It, baseado em fatos reais. Entretanto, teve uma maior regularidade na série de TV Cracker de 1993 à 1994, culminando com a morte dramática de seu personagem e dando grande visibilidade ao público britânico.
Depois, com sua popularidade em alta, fez várias participações em peças teatrais, séries de TV e alguns filmes, entre eles Shallow Grave, onde conheceu o diretor Danny Boyle, que também o convidou para participar do filme Extermínio.
Em 20 de março de 2004, foi anunciado que Eccleston iria interpretar a nona encarnação do personagem the Doctor na regravação da lendária série de ficção britânica da BBC Doctor Who, que estreiou em 26 de março de 2005. Pela atuação na série, Eccleston ganhou o prêmio de Ator mais Popular da National Television.

Cônjuge: Mischka (de 2011 a 2015)
Pais: Ronnie Eccleston, Elsie Eccleston
Irmãos: Alan Eccleston, Keith Eccleston