Il s'impose très vite sur la scène du Théâtre royal dramatique de Stockholm comme l'un des grands acteurs de sa génération. Au cinéma, on le voit notamment dans des films de Gösta Werner (la Rue, 1949 ; Rencontre avec la vie, 1952), Alf Sjöberg (Barabbas, 1953 ; Karin Månsdotter, 1954 ; les Oiseaux sauvages, 1955) et Arne Mattsson (le Mannequin de cire, 1962), mais ce n'est que vers le milieu des années 60 qu'il rencontre une renommée internationale en interprétant successivement le Mythe (Jan Halldoff, 1965), Ma sur mon amour (V. Sjöman, 1966), les Feux de la vie (J. Troell, id.) et surtout la Faim (H. Carlsen, id.), où il compose un extraordinaire portrait d'écrivain (d'après le récit autobiographique de Knut Hamsun), hanté par le doute et l'angoisse, secoué par des éclats d'orgueil et de désespoir, acculé à la misère la plus noire, allant jusqu'à disputer aux chiens les os trouvés au cours de ses déambulations dans les rues et les jardins de Christiania, l'ancienne Oslo. Il remporte avec ce film le prix d'interprétation au festival de Cannes. Protagoniste principal de Docteur Glas (M. Zetterling, 1967) et de Ole Dole Dorff (Troell, 1968), il travaille ensuite en Grande-Bretagne et en Allemagne, tourne avec Géraldine Chaplin la Madriguera (1969), sous la direction de Carlos Saura, et s'essaye à la mise en scène (Ebon Lundin, 1973 ; la Bataille de Suède Sverige åt svenskarna, 1980, une comédie bouffonne où il joue lui-même les quatre rôles principaux).
