У Виктора с раннего детства проявилась склонность к рисованию, поэтому родители в 1974 году определили его в художественную школу, где он и проучился до 1977 года. Отец Виктора по национальности кореец, работал инженером, мать ‑ русская, была учителем физкультуры.
Музыка также была одним из постоянных увлечений Виктора. Первую гитару родители подарили ему в пятом классе. Во время учебы в художественной школе он познакомился с Максимом Пашковым, с которым впоследствии организовал группу «Палата №6».
В 1978 году Виктор Цой поступил в Ленинградское художественное училище им. В. А. Серова на оформительское отделение. В 1979 году он был отчислен «за неуспеваемость», после чего пошел работать на завод и поступил в вечернюю школу.
Позже учился по специальности «резчик по дереву» в профессионально техническом училище (СГПТУ №61), после окончания которого по распределению недолго работал в реставрационных мастерских Екатерининского дворца-музея в городе Пушкин Ленинградской области. После этого работал в садово-парковом тресте резчиком по дереву.
В 1980 году Цой начал выступать на квартирных концертах в Москве вместе с участниками группы «Автоматические удовлетворители». В 1981 году состоялся его сценический дебют в качестве бас-гитариста в ленинградском кафе «Трюм».
Из этих концертов летом 1981 года возникла группа «Гарин и гиперболоиды» куда входили Виктор Цой, Алексей Рыбин и Олег Валинский. Осенью 1981 года группа вошла в Ленинградский рок-клуб. После ухода в армию Олега Валинского, группу переименовали в «Кино».
Следующий свой альбом, названный «Начальником Камчатки» в честь названия котельной, где Виктор трудился кочегаром, группа записала в 1984 году в новом составе: теперь вместо Рыбина и Валинского в состав коллектива входили гитарист Юрий Каспарян, басист Александр Титов, а за барабанной установкой сидел Густав (Георгий Гурьянов). В том же году группа «Кино» получила лауреатство на втором Ленинградском рок-фестивале, став подлинной сенсацией для слушателей.
На следующий год фестиваля группа «Кино» повторила свой оглушительный успех, и музыканты решили записать альбом «Ночь», который задумывался стать новым словом в отечественной рок-музыке, полностью отвечающим последним тенденциям западных рок-исполнителей. Работа над «Ночью» затянулась, а вместо нее «Кино» записали магнито-альбом под названием «Это не любовь».
В ноябре 1985 года в составе группы «Кино» состоялась еще одна замена: Александра Титова на посту басиста сменил Игорь Тихомиров. Этот состав команды не менялся до самого конца ее существования.
1986 год стал годом пиковой популярности «Кино». Секрет ее состоял в уникальном для того времени сочетании свежих музыкальных находок с простыми и жизненными текстами Виктора Робертовича. Кроме того, песни «Кино» было легко исполнять под гитару, этим группа обязана тысячам «киноманов», распевающих композиции Цоя буквально в каждом дворе.
В 1986 году группа представила зрителям дописанный альбом «Ночь» и дала знаковый концерт на совместном московском фестивале питерского рок-клуба и московской рок-лаборатории. Альбомы группы становились все более популярными, а новые клипы коллектива смотрели миллионы зрителей по всему Советскому Союзу.
После выхода альбома «Группа крови» (представлен в 1988 году) «киномания» распространилась за пределы СССР. Коллектив давал концерты во Франции, Дании и Италии, а фото группы все чаще появлялось на обложках известных музыкальных журналов. Через год «Кино» выпускает первый профессиональный студийный альбом под названием «Звезда по имени Солнце», и музыканты сразу же приступают к работе над следующей пластинкой.
Лучшие песни из альбома «Звезда по имени Солнце» сделали Виктора Цоя и группу «Кино» бессмертными, а композиция «Пачка сигарет» стала хитом уже для каждого последующего молодого поколения государств бывшего СССР. В 1989 году концерты группы «Кино» прошли во Франции и США.
В 1988 году вышел альбом «Группа крови» и был записан альбом «Звезда по имени Солнце», который вышел в конце 1989 года ‑ первый и последний альбом в истории группы, записанный в профессиональной студии.
Кроме музыкального творчества, Виктор Цой был известен и своими работами в кино. Он снимался в фильмах «Йа‑хха!» (1986, режиссер Рашид Нугманов), «Конец каникул» (1986, режиссер Сергей Лысенко), «Рок» (1988, режиссер Алексей Учитель) и «Асса» (1987, режиссер Сергей Соловьев). В фильме Рашида Нугманова «Игла» (1988) Виктор Цой сыграл главную роль Моро.
Он продолжал также заниматься живописью. В 1988 году на прошедшей в Нью-Йорке выставке ленинградских современных художников 10 картин принадлежали кисти Виктора Цоя.
Летом 1989 года вместе с Юрием Каспаряном Виктор Цой ездил в США, а весной 1990 года побывал в Японии.
В июне 1990 года в Лужниках в Москве состоялся последний концерт группы «Кино». После этого Виктор Цой уехал на два месяца отдыхать в Латвию, где занимался записями песен для нового альбома.
15 августа 1990 года в 12 часов 28 минут Виктор Цой трагически погиб в автокатастрофе, возвращаясь с ночной рыбалки в Юрмалу за рулем «Москвича».
Машина Цоя врезалась в рейсовый пассажирский автобус «Икарус». По версии следствия, певец уснул за рулем.
Он похоронен в Санкт-Петербурге на Богословском кладбище.
Виктор Цой был женат, 5 августа 1985 года в семье родился сын Александр. Пара рассталась за несколько лет до гибели музыканта, но официально супруги не разводились. После гибели Виктора Цоя, вдова Марианна (Марьяна) Цой написала о нем повесть «Точка отсчета». 27 июня 2005 года Марианна скончалась после продолжительной болезни.
После смерти Виктора Цоя музыканты «Кино» доработали и выпустили в декабре 1990 года последний альбом, назвав его «Черный альбом». Он посвящен Виктору Цою. Группа «Кино» перестала существовать.
В 1992 году вышел документальный фильм «Последний герой» (режиссер Алексей Учитель), посвященный Виктору Цою. Съемки этого кинофильма начались еще при жизни музыканта.
В 1990 году в Москве в Кривоарбатском переулке стихийно появилась «Стена Виктора Цоя». Ее исписали цитатами из песен группы «Кино». Поклонники певца собирались у стены два раза в год ‑ 21 июня, в день рождения, и 15 августа, в день смерти. В 2006 году стена Цоя была закрашена участниками движения Art Destroy Project, но потом вновь восстановлена фанатами.
15 августа 2002 года в Латвии на 35‑м километре трассы Слока ‑ Талси на месте гибели музыканта был установлен памятник (авторы ‑ художник Руслан Верещагин и скульптор Амиран Хабелашвили). В 2014 году памятник был открыт после реставрации, которая проводилась на пожертвования почитателей творчества рокера со всего мира.
В Петроградском районе Петербурга существует Клуб-музей Виктора Цоя ‑ «Котельная Камчатка», где Виктор Цой числился штатным кочегаром.
Он открылся в конце 2003 года. В бывшей котельной на месте котла расположена небольшая сцена, а в фондах музея хранятся гитара Цоя, афиши, фотографии, пластинки, билеты с концертов группы «Кино». В Петербурге «Камчатка» считается одним из традиционных мест паломничества «киноманов».
20 ноября 2010 года состоялось открытие памятника легендарному рок-музыканту в Барнауле (Алтайский край) возле корпуса Алтайской государственной педагогической академии.
В конце 2014 года после нескольких лет согласований в Санкт-Петербурге утвердили проект памятника Виктору Цою. Монумент расположится на юго-западе города в сквере на пересечении проспекта Ветеранов и улицы Танкиста Хрустицкого. В этом районе находится школа, которую посещал музыкант, и дом, где проживала его семья.
Летом 2018 года на большие экраны вышел фильм Кирилла Серебренникова «Лето», рассказывающий о раннем творчестве Цоя и его знакомстве с Майком Науменко (группа «Зоопарк») и его женой Натальей. Фильм получил несколько наград Каннского фестиваля.