Joseph Leonard Gordon-Levitt nasceu em 17 de fevereiro de 1981 em Los Angeles, Califórnia, filho de Jane Gordon e Dennis Levitt. Joseph foi criado em uma família judia com seu falecido irmão mais velho, Dan Gordon-Levitt, que faleceu em outubro de 2010. Seus pais trabalhavam para a estação de rádio Pacifica KPFK-FM e seu avô materno, Michael Gordon, era um conhecido diretor do filme. Joseph ficou conhecido pela primeira vez por seu papel de estrela na premiada série de comédia da NBC, 3rd Rock from the Sun (1996). Durante suas seis temporadas no programa, ele ganhou dois YoungStar Awards e também compartilhou três indicações ao Screen Actors Guild Award® de Melhor Desempenho por um Conjunto de Série de Comédia.
Antes de seu sucesso na televisão, Joseph já havia trabalhado regularmente em filmes. No início de sua carreira, ele ganhou um Young Artist Award por seu primeiro papel importante, no drama de Robert Redford, A River Runs Through It (1992). Durante a década de 1990, ele também co-estrelou os filmes Angels in the Outfield (1994), The Juror (1996), Halloween H20: 20 Years Later (1998), uma sequência de slasher bem revisada e 10 coisas que eu odeio sobre você (1999), ao lado de Heath Ledger, que se tornou um clássico da comédia adolescente.
Após seu trabalho em 3rd Rock, Joseph deixou de atuar para estudar na Universidade de Columbia.No início dos anos 2000, ele rompeu o molde de seus papéis coadjuvantes na televisão e no cinema, aparecendo em uma série de intensos papéis dramáticos, principalmente em filmes independentes menores, como Manic (2001), com Don Cheadle;Mysterious Skin (2004), para o roteirista / diretor Gregg Araki;A estreia premiada de Rian Johnson, o thriller dramático Brick (2005) (2005);Shadowboxer de Lee Daniels (2005);o drama policial The Lookout (2007), que marcou a estreia de Scott Frank na direção;Killshot de John Madden (2008), com Diane Lane e Mickey Rourke;Filme de Spike Lee sobre a Segunda Guerra Mundial, Miracle at St.Anna (2008);e o polêmico drama Stop-Loss (2008), no qual estrelou com Ryan Phillippe, sob a direção de Kimberly Peirce.Em 2009, Joseph foi oficialmente estabelecido como uma nova geração de protagonistas com seu papel indicado ao Globo de Ouro na comédia dramática de Marc Webb 500 Dias de Verão (2009), também estrelado por Zooey Deschanel, pelo qual recebeu o Globo de Ouro, Independent Spirit Indicações para prêmios e People's Choice Award.Ele também adaptou o conto Sparks (2009) de Elmore Leonard em um curta de 24 minutos que dirigiu e foi exibido no Festival de Cinema de Sundance.
No início da nova década, ele estrelou o drama independente Hesher (2010) e se estabeleceu como uma estrela de ação em A Origem (2010) de Christopher Nolan, também estrelado por Leonardo DiCaprio, Marion Cotillard e Ellen Page. Equilibrando o filme independente e o de Hollywood, Joseph marcou outra indicação ao Globo de Ouro para o drama sobre o câncer 50/50 (2011), dirigido por Jonathan Levine e também estrelado por Seth Rogen, Anna Kendrick e Bryce Dallas Howard. Ele trabalhou novamente com o diretor Nolan em The Dark Knight Rises (2012), a terceira e última parcela da série Batman do diretor, pela qual recebeu uma indicação ao People's Choice Award de Ator de Filme Favorito; e conseguiu papéis principais em Premium Rush (2012), dirigido por David Koepp, e Looper (2012), reunindo-se com seu diretor Brick, Rian Johnson, ao lado de Bruce Willis e Emily Blunt. Fechando o ano, ele interpretou o filho de Abraham Lincoln, Robert, em Lincoln, indicado ao Oscar de Steven Spielberg (2012), com Daniel Day-Lewis e Sally Field.
Em 2013, Gordon-Levitt estrelou sua estreia na direção de um longa-metragem aclamado pela crítica, Don Jon (2013), a partir de um roteiro que escreveu, ao lado de Scarlett Johansson e Julianne Moore. Ele foi indicado ao Independent Spirit Award de "Melhor Primeiro Roteiro" do filme. Ele também fez a voz de Jiro Horikoshi na versão em inglês de 2014 do longa-metragem de animação indicado ao Oscar de Hayao Miyazaki, The Wind Rises (2013), e apareceu em Robert Rodriguez e Frank Miller Sin City: A Dame to Kill for (2014) , no qual interpretou Johnny, um personagem criado por Miller para o filme. Em 2015, estrelou The Walk (2015), dirigido por Robert Zemeckis, e no qual interpretou Philippe Pettit, e em 2016 estrelou Snowden (2016) de Oliver Stone.
Joseph concluiu a produção de Project Power (2020), filme de ficção científica de Henry Joost / Ariel Schulman para a Netflix, no qual contracenou com Jamie Foxx, e do thriller independente 7500 (2019), escrito e dirigido por Patrick Vollarth. Entre seus outros projetos, ele interpretará o advogado Richard Schultz em O Julgamento de Chicago 7 (2020), de Aaron Sorkin, e está em desenvolvimento em uma variedade de filmes, incluindo Fraggle Rock.
Joseph também fundou e dirige hitRECord, uma produção colaborativa aberta.hitRECord cria e desenvolve arte e mídia coletivamente usando seu site onde qualquer pessoa com uma conexão de internet pode carregar seus registros, baixar e remixar registros de outras pessoas e trabalhar em projetos juntos.Quando os resultados destes RECords são produzidos e dão lucro, hitRECord divide os lucros 50/50 com todos que contribuíram para a produção final.hitRECord publicou livros, lançou discos, saiu em turnê e exibiu seus trabalhos em festivais importantes, incluindo Sundance e TIFF.O programa de variedades de meia hora, "Hit Record on TV with Joseph Gordon-Levitt", que inclui curtas-metragens, performances ao vivo, música, animação, conversação e muito mais, ganhou um prêmio Emmy por realização criativa em mídia interativa - Social TV Experience.O projeto da hitRECord, "Band Together with Logic", é um especial de uma hora do YouTube Originals que mostra o rapper indicado ao Grammy Logic, abrindo seu processo criativo como nunca antes, convidando o mundo a colaborar com ele em uma música original e um videoclipe.
Em 2016, a ACLU homenageou Gordon-Levitt com seu prêmio anual Bill of Rights por promover os esforços de diversidade, promover a liberdade de expressão, empoderar as mulheres e apoiar os direitos civis e liberdades para todos os americanos.
