Его отец был известным борцом с апартеидом и умер, когда Орландо было 4 года.
В юности Орландо увлекался конным спортом, занимался театром, искусством, фотографией. В школьном возрасте он принимал участие в постановках школьного театра. В 1996 году снялся в нескольких эпизодах сериала «Несчастный случай».
Актерское мастерство он постигал в Гилдхоллской школе музыки и театра в Лондоне. Принимал участие в театральных постановках.
Мировую известность Блуму принесли съемки в 2001 году в первой части крупномасштабного фильма «Властелин колец: Братство кольца» в роли эльфа Леголаса. За эту роль он получил премию «Империя» как лучший дебютант. В 2002 и 2003 году он снялся во второй и третьей частях этого фильма — «Властелин колец: Две крепости» и «Властелин колец: Возвращение короля» (а в 2013 и 2014 годах в продолжениях этой киноэпопеи).
Далее последовала роль Уилла Тернера в фильме «Пираты Карибского моря: Проклятие чёрной жемчужины» (эту же роль он сыграл и в трех продолжениях фильма). Еще одна звездная роль Блума – Парис в фильме «Троя» по мотивам поэмы Гомера «Илиада».
Среди последних работ актера в кино - роли в картинах: «Царство небесное» (2005), «Любовь и другие катастрофы» (2006), «Нью-Йорк, я люблю тебя» (2009), «Мушкетеры» (2011), «Теория заговора» (2013), «Отступник» (2017), «Секретный агент» (2017), «Карнивал Роу» (2019), «Форпост» (2020) и других.
Актер женат вторым браком на певице Кэти Перри, в 2020 году у них родилась дочь. Также у Блума есть сын от первого брака с австралийской моделью Мирандой Керр.
Сегодня Орландо Блум продолжает активно сниматься в кино, он является лауреатом нескольких кинематографических премий и обладателем звезды на аллее славы в Голливуде. Также он участвует в программах ЮНИСЕФ, будучи международным послом фонда. Живёт в Лондоне.