Madsen u lind në Çikago, më 25 shtator 1957.
Babai i tij, Calvin, ishte zjarrfikës në Departamentin e Zjarrfikësve të Çikagos, dhe nëna e tij, Elaine, ishte autore që fitoi gjithashtu një çmim Emmy në vitin 1983 për prodhimin e dokumentarit “Better Than It Has to Be”, rreth historisë së krijimit të filmave.
Familja e tij u divorcua në vitet 1960.
Ai e filloi karrierën e tij në ”Steppenwolf Theatre Company” në Çikago, ku mësoi nga John Malkovich dhe u shfaq në “Of Mice and Men”.
Në vitin 1982, ai u shfaq në dy episode të “St. Elsewhere” të NBC-së, më pas luajti një polic në “WarGames”, me regji nga John Badham.
Në filmin debutues regjisorial të Tarantinos, “Reservoir Dogs” (1992), Madsen portretizoi rolin ultramizor të Blonde.
”Nuk e kisha takuar kurrë më parë Quentin”, i tha ai ”The Independent”, në një intervistë të vitit 2016.
