Son père, Dennis Levitt, était autrefois le directeur des nouvelles de la Pacifica Radio station, KPFK-FM[2]. Sa mère, Jane Gordon, a concouru pour leCongrès des États-Unis enCalifornie dans lesannées 1970 au nom duParti paix et liberté[2]. Il a un frère aîné Dan (photographe) qui est mort en 2010.
Il étudie à l'université Columbia, notamment la poésie française, et quitte la faculté sans diplôme[2] pour se concentrer sur sa carrière d'acteur.
Il a commencé sa carrière d'acteur dès l'âge de quatre ans en rejoignant un groupe de théâtre musical et a interprété l'épouvantail dans une production duMagicien d'Oz[2].
En 1994, à l'âge de douze ans, il obtient son premier grand rôle avec Roger Bomman dansUne équipe aux anges (Angels in the Outfield)remake du film de 1951.
En 1996, il est révélé pour son interprétation du jeune Tommy Solomon dans la sitcom familiale descience-fictionTroisième planète après le Soleil, rôle qu'il tient jusqu'en 2001, durant quatre saisons. La popularité de la sitcom lui permet même d'apparaître dans l'épisode 11 de la première saison (Le Petit Copain d’Éric) de la sérieThat '70s Show où il joue le jeune Buddy Morgan, qui tombe amoureux d'Eric Forman.
Il s'aventure dans des rôles complexes, dans des productions ambitieuses mais modestes : il se fait ainsi remarquer dans le rôle principal du drame indépendantMysterious Skin, un film écrit et réalisé parGregg Araki. Pour les besoins du film, l'acteur porte des lentilles bleues.
Il enchaîne avec deux autres œuvres remarquées par la critique : 2005, le thrillerBrick deRian Johnson, puis en tenant un second rôle en 2007 dans le polarThe Lookout, écrit et réalisé parScott Frank.
Après avoir enchaîné quelques productions plus mineures, il est révélé au monde entier en interprète masculin principal de la comédie romantique indépendante(500) jours ensemble, aux côtés deZooey Deschanel. Sa prestation de jeune homme idéaliste et mélomane lui vaut une nomination auGolden Globe du meilleur acteur dans un film musical ou une comédie, et lui permet d'attirer l'attention des studios. La même année, le succès commercial du blockbuster d'actionG.I. Joe : Le Réveil du Cobra, où il tient un second rôle, confirme ce potentiel.
L'année 2012 s'avère particulièrement prolifique : il retrouve tout d'abord le réalisateurChristopher Nolan pour le rôle de John Blake, un jeune policier chargé d'une mission spéciale dans le troisième volet de la trilogieBatman,The Dark Knight Rises, aux côtés deMarion Cotillard,Michael Caine,Cillian Murphy etTom Hardy. Le même été, il est la tête d'affiche du thriller d'actionPremium Rush, écrit et réalisé parDavid Koepp. La fin de l'année lui permet enfin de briller dans deux projets ambitieux : il est la star du thriller de science-fictionLooper, qui marque sa seconde collaboration avec le scénariste et réalisateur deBrick,Rian Johnson. Pour les besoins de l'histoire, ses yeux sont numériquement modifiés pour ressembler à ceux deBruce Willis, qui joue la version plus âgée de son personnage. Le film connait un succès critique et commercial mondial[6]. Et il est enfin au casting deLincoln, biopic mis en scène parSteven Spielberg. Il y prête ses traits àRobert Todd Lincoln, le fils aîné du président. Ce film historique connait lui aussi un succès international[7] et récolte 12 nominations aux Oscars[8]. Durant cette même année, il abandonne le tournage deDjango Unchained deQuentin Tarantino pour réaliser son premierlong métrage[9].
L'acteur avec son partenaire du projetHitRECord on TV, Jared Geller, auFestival de Sundance 2014.Puis au Festival South by Southwest 2019, avec des collaborateurs deHitRECord on TV.
Il est très ami avec l'actriceZooey Deschanel, depuis leur rencontre sur le tournage du filmManic, sorti en2001[12]. Pendant le tournage du film(500) jours ensemble, ils passaient tout leur temps libre à danser sur la musique deMarvin Gaye[12],[13].
Son frère aîné, Dan est décédé d'uneoverdose après avoir fait la fête avec des amis, le, à l'âge de 36 ans. Joseph lui a rendu hommage sur sonTwitter en disant :« Mon frère, mon super-héros, 1974-2010. Rendez-lui hommage, car il était vraiment génial[14]. »
En, il s'est exprimé sur le concept du « véritable amour » lors de la promotion deDon Jon, qui pour lui est une connexion réelle et unique entre deux personnes uniques. Il ne faut pas, selon lui, considérer le véritable amour comme un but qui doit être absolument recherché, sous peine de passer à côté[18].
Le, il s'est marié avec Tasha McCauley[20]. En, le couple annonce la naissance de leur premier enfant, un petit garçon[21]. En, le couple annonce la naissance de leur deuxième enfant, de nouveau un petit garçon[22].
↑ab etcIl est d'usage que les acteurs jouant leur propre rôle dans un film soient crédités sous l'appellation « lui-même », toutefois lorsque Joseph Gordon-Levitt apparaît sous son propre nom, ceci est dans le but d'établir clairement qu'il interprète un personnage fictionnel et non sa propre personne.