Joshua Daniel Hartnett nasceu em Saint Paul, Minnesota, filho de Wendy Anne (Kronstedt) e Daniel Thomas Hartnett, gerente de um prédio. Seu pai é descendente de irlandeses e alemães, e sua mãe é de ascendência sueca e norueguesa. Hartnett se formou na South High School em Minneapolis em junho de 1996, depois participou da SUNY Purchase em Nova York. Em abril de 1997, ele recebeu o papel de Michael Fitzgerald na curta série de televisão americana Cracker: Mind Over Murder (1997). Josh começou fazendo pequenas peças teatrais e comerciais nacionais, mas entrou para o cinema com seus papéis no Halloween H20: 20 anos depois (1998), The Faculty (1998) e Pearl Harbor (2001).
