Joseph Leonard Gordon-Levitt nasceu a 17 de Fevereiro de 1981 em Los Angeles, Califórnia, de Jane Gordon e Dennis Levitt. Joseph foi criado em uma família judaica com seu falecido irmão mais velho, Dan Gordon-Levitt, que faleceu em outubro de 2010. Os seus pais trabalhavam para a estação de rádio Pacifica KPFK-FM e o seu avô materno, Michael Gordon, tinha sido um conhecido realizador de cinema. Joseph ficou conhecido pelo seu papel principal na premiada série de comédia da NBC 3rd Rock from the Sun (1996). Durante suas seis temporadas no programa, ele ganhou dois prêmios YoungStar e também participou de três indicações ao prêmio Screen Actors Guild Award® para Outstanding Performance by a Comedy Series Ensemble.
Prior de seu sucesso na televisão, Joseph já havia trabalhado de forma constante em longas-metragens. No início de sua carreira, ele ganhou um Prêmio de Jovem Artista pelo seu primeiro grande papel, no drama A River Runs Through It (1992) de Robert Redford. Durante a década de 1990, ele também foi co-estrelado nos filmes Anjos no Campo Exterior (1994), O Juror (1996), Halloween H20: 20 Anos Depois (1998), uma sequela de slasher bem revista, e 10 Coisas que Odeio Sobre Você (1999), em frente ao Heath Ledger, que se tornou um clássico da comédia adolescente.
Ao acompanhar seu trabalho no 3rd Rock, Joseph tirou um tempo de folga da atuação para cursar a Universidade de Columbia. No início dos anos 2000, ele quebrou o molde de seus papéis coadjuvantes de comédia para televisão e cinema ao aparecer em uma série de partes dramáticas intensas, a maioria em filmes menores e independentes, como Manic (2001), com Don Cheadle; Mysterious Skin (2004), para o escritor/diretor Gregg Araki; A estreia premiada de Rian Johnson, o thriller dramático Brick (2005) (2005); Shadowboxer de Lee Daniels (2005); o drama criminal The Lookout (2007), que marcou a estreia de Scott Frank na direção; Killshot de John Madden (2008), com Diane Lane e Mickey Rourke; o filme Miracle at St. Anna (2008); e o controverso drama Stop-Loss (2008), no qual ele estrelou com Ryan Phillippe, sob a direção de Kimberly Peirce. Em 2009, Joseph foi oficialmente estabelecido como uma nova geração de homens de destaque com o seu Globo de Ouro – nomeado para a comédia de Marc Webb – o Drama 500 Dias de Verão (2009), também estrelado por Zooey Deschanel , pelo qual recebeu Globo de Ouro, Prêmio Espírito Independente e indicações ao Prêmio Escolha do Povo. Também adaptou o conto de Elmore Leonard Sparks (2009) em um curta-metragem de 24 minutos que dirigiu, exibido no Sundance Film Festival.
Iniciando a nova década, ele encabeçou o drama indie Hesher (2010) e se estabeleceu como estrela de ação em Inception (2010), de Christopher Nolan, também estrelado por Leonardo DiCaprio, Marion Cotillard e Ellen Page. Equilibrando tanto o filme independente quanto o de Hollywood, Joseph marcou mais um aceno de cabeça para o drama do 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 parte da série Batman do diretor, pela qual recebeu uma indicação ao People’s Choice Award de Ator de Filme Favorito; e conseguiu papéis de destaque em ambos Premium Rush (2012), dirigido por David Koepp, e Looper (2012), reunindo-se com seu diretor de Tijolos, Rian Johnson, ao lado de Bruce Willis e Emily Blunt. No final do ano, ele interpretou o filho de Abraham Lincoln, Robert, no Oscar de Steven Spielberg (2012), com Daniel Day-Lewis e Sally Field.
Em 2013, Gordon-Levitt estrelou em sua aclamada crítica na direção de longas-metragens, Don Jon (2013), a partir de um roteiro que escreveu, ao lado de Scarlett Johansson e Julianne Moore. Foi indicado ao prêmio Independent Spirit Award de “Melhor Primeiro Roteiro” pelo filme. Ele também forneceu a voz de Jiro Horikoshi na versão em língua inglesa de 2014 do Oscar de Hayao Miyazaki, longa de animação intitulado The Wind Rises (2013), e apareceu em Robert Rodriguez e Frank Miller’s Sin City, de Frank Miller: A Dame to Kill For (2014), no qual interpretou Johnny, um personagem criado por Miller para o filme. Em 2015, estrelou em A Caminhada (2015), dirigido por Robert Zemeckis, no qual retratou Philippe Pettit e, em 2016, com o título Snowden (2016) de Oliver Stone.
Joseph completou a produção do projeto Power (2020), Henry Joost/Ariel Schulman filme de ficção científica para a Netflix, no qual estrelou em frente a Jamie Foxx, e no thriller independente 7500 (2019), escrito e dirigido por Patrick Vollarth. Entre seus outros projetos, ele interpretará o advogado Richard Schultz em The Trial of the Chicago 7 (2020), de Aaron Sorkin, e está em desenvolvimento numa variedade de longas-metragens, incluindo Fraggle Rock.
Joseph também fundou e dirige a hitRECord, uma produção colaborativa aberta. hitRECord cria e desenvolve arte e mídia coletivamente usando seu website onde qualquer pessoa com uma conexão de internet pode fazer upload de seus registros, baixar e remixar os registros de outros, e trabalhar em projetos juntos. Quando os resultados destes RECords são produzidos e têm lucro, a hitRECord divide os lucros 50/50 com todos os que contribuíram para a produção final. hitRECord publicou livros, lançou discos, fez turnês e exibiu o seu trabalho em grandes festivais, incluindo Sundance e TIFF. O programa de meia hora, “Hit Record on TV with Joseph Gordon-Levitt”, que inclui curtas-metragens, apresentações ao vivo, música, animação, conversação e muito mais, ganhou um Emmy Award for Creative Achievement in Interactive Media – Social TV Experience. O projeto da hitRECord, “Band Together with Logic”, é um especial de uma hora do YouTube Originals que vê a Logic, nomeada pelo Grammy rapper, abrir seu processo criativo como nunca antes, convidando o mundo a colaborar com ele em uma música e um videoclipe original.
Em 2016, a ACLU homenageou Gordon-Levitt com seu prêmio anual Bill of Rights Award por promover os esforços de diversidade, promover a liberdade de expressão, capacitar as mulheres e apoiar os direitos e liberdades civis de todos os americanos.
