Evitata la catastrofe aliena hollywoodiana de La guerra dei mondi, si rifugia in teatro o sceglie pellicole indipendenti per proseguire la sua carriera. Potrebbe interpretare benissimo un idolo della controcultura americana, ma si limita a indossare i panni che gli propongono. Un esordio eccezionale alle spalle, con un ruolo da bastardo di serie A, e questo convince Spielberg che Justin Chatwin è la persona giusta per interpretare il figlio diciassettenne e ribelle di Tom Cruise.
Attore canadese, iscritto alla University of British Columbia in Commercio, debutta come attore per una scommessa con un amico che lo invita a presentarsi a un'audizione. Fu così che, nel nuovo millennio, appare per la prima volta (come comparsa) nella pellicola Josie and the Pussycats (2001) di Harry Elfont e Deborah Kaplan, con Tara Reid, Rosario Dawson, Alan Cumming e Parker Posey.
Successivamente, comincia una lunga gavetta di interprete per il piccolo schermo in miniserie come Christy, Choices of the Heart, Part I - A Change of Seasons (2001) e nel suo seguito, e in telefilm come Smallville e Taken. Torna al cinema nel 2004, interpretando per D.J. Caruso Identità violate con Angelina Jolie, ma si impone all'attenzione del pubblico e della critica recitando il ruolo di uno spacciatore accanto a Jamie Bell ne The Chumscrubber (2005), commedia nera ambientata nei suburbi californiani.
Notato da Steven Spielberg, viene scelto per interpretare il figlio di Tom Cruise e il fratello maggiore di Dakota Fanning nel fantascientifico La guerra dei mondi (2005), tratto dal racconto di H.G. Wells, passando poi al telefilm Lost (dove ha un piccolo ruolo in una puntata) e al teatro, sul quale palco reciterà la piece "Dark Matters" (2006). Attualmente è sposato con l'attrice americana Sarah Charlotte, conosciuta sul set del film The Chumscrubber.