Né en Nofire Hollow, Oklahoma, Studi était scolarisé à Chilocco Indien Boarding School dans le nord de l'Oklahoma. Jusqu'à l'école primaire, il parlait uniquement la langue Cherokee. En 1967, il est incorporé dans l'armée et a servi 18 mois au Viêt Nam. Après l'armée, Studi a étudié au Tulsa Junior College.

Il est surtout connu pour ses rôles d'indien, comme le guerrier Pawnee dans Danse avec les loups (1990), le perfide Huron Magua dans Le Dernier des Mohicans (1992) et le célèbre Apache Geronimo dans Geronimo (1993). De 2002 à 2004, Studi joue dans une série de trois films produits par la PBS d'après des romans policiers de Tony Hillerman. Il y incarne le légendaire lieutenant Joe Leaphorn.

En 2005, il incarne Opechancanough, chef de la Confédération Powhatan, dans Le Nouveau Monde, film d'aventure historique décrivant la fondation de Jamestown, en Virginie. Le film comprend d'autres personnages inspirés de figures historiques, notamment le capitaine John Smith et Pocahontas. Une grande partie du film a été tournée dans plusieurs sites des comtés de James City et de Charles City, à proximité de l'endroit où Jamestown, première colonie anglaise permanente dans le Nouveau Monde, fut fondée le 14 mai 1607.

En plus du cinéma, Studi est un sculpteur de pierre et l'auteur de deux livres pour enfants. Il joue aussi de la basse dans un groupe local.