Nato a London, Ontario, e cresciuto nella cittadina di Cornwall, Ryan Gosling è figlio di Donna, una segretaria, e Thomas Gosling. I suoi genitori, mormoni, divorziano quando Ryan è molto giovane, e lui cresce senza autorità paterna e vagamente ribelle. La madre lo toglie dal sistema scolastico e lo educa lei stessa - insegnandogli l'amore per la libertà su tutto - fino all'età di dieci anni.

L'amico di Mickey Mouse, debutto con Hercules
Frequenta poi la Cornwall Collegiate and Vocational School, che abbandona a diciassette anni. Inizia già molto giovane a esibirsi in spettacoli amatoriali, in compagnia della sorella Mandi.
Nel 1991 partecipa alle selezioni per divenire un presentatore di "The Mickey Mouse Club" per Disney Channel; assunto, ci resta fino al 1993.
Dalla metà degli anni Novanta intraprende la carriera di attore in serie televisive canadesi e statunitensi, come Young Hercules.

Il grande schermo
Il passaggio sul grande schermo avviene nel 2000, con il suo film d'esordio, Il sapore della vittoria, diretto da Boaz Yachin.
Nel 1997 si è già spostato a Los Angeles, ottenendo l'iniziale appoggio logistico del regista Ron Oliver, che lo ospita nel suo appartamento in West Hollywood.

Non ha una formazione da attore ma, talentuoso e sprezzante delle regole, si costruisce la sua fama a partire dal controverso dramma The Believer, 2001, di Henry Bean, che vince il Gran Premio della Giuria al Sundance Film Festival. A Gosling, nei panni di uno skinhead ebreo, va il premio per il miglior attore.
Il successo del film è anche il suo successo; e nel 2004, dopo alcuni film importanti ma tutto sommato minori, è il protagonista di Le pagine della nostra vita, diretto da Nick Cassavetes, un melodramma romantico e appassionante sull'amore, la vecchiaia, la nostalgia.

Successo meritato
Nel 2006 per interpretare il protagonista di Half Nelson, studia e vive la realtà di Brooklyn e la sua recitazione vince numerosi premi, oltre ad essere nominato per l'Oscar. L'anno successivo, infatti, Gosling è invitato a far parte dell'Academy of Motion Picture Arts and Sciences.
Dopo aver girato il paranoico Stay - Nel labirinto della mente, al fianco di Ewan McGregor e Naomi Watts, nel 2007 è l'ottimo protagonista del giallo Il caso Thomas Crawford, nel quale tiene abilmente testa ad un mito come Anthony Hopkins. L'anno successivo è quello della consacrazione definitiva: con la commedia nera Lars e una ragazza tutta sua, Gosling mette a servizio del progetto tutto il suo talento, che gli vale una meritatissima nomination ai Golden Globe. Entrato ormai nell'olimpo dei giovani attori affermati, viene scelto da registi come George Clooney per il drammatico Le idi di marzo, presentato alla Mostra di Venezia 2011. Nello stesso anno è nel cast della commedia Crazy, stupid, love, accanto ad Emma Stone, in Blue Valentine e nell'adrenalinico Drive, che ha vinto il premio come miglior regia (per Nicolas Winding Refn) al Festival di Cannes 2011. Accanto a Kirsten Dunst lo troviamo inoltre nel secondo film di Andrew Jarecki Love & Secrets, mentre nel 2013 è un poliziotto contro in Gangster Squad, accanto a Josh Brolin. Dello stesso anno anche il film del regista di Blue Valentine Derek Cianfrance, Come un tuono, e subito dopo torna a lavorare per Nicolas Winding Refn in Solo Dio perdona - Only God Forgives. Nel 2016 lo vedremo ne La grande scommessa di Adam McKay e in The Nice Guys di Shane Black, accanto a Russell Crowe, e nel film d'apertura della Mostra del Cinema di Venezia La la Land, in cui recita al fianco di Emma Stone. Il film sarà un successo da record (7 Golden Globes e 14 candidature agli Oscar), e Gosling otterrà il Golden Globe come miglior attore in un film commedia o musicale (ma non il premio Oscar, che andrà invece a Casey Affleck). Sarà poi diretto da Denis Villeneuve nel sequel Blade Runner 2049 e da Terrence Malick in Song to Song. Poi Damien Chazelle lo rivorrà per il film del 2018 First Man. Lo vedremo nei panni di Ken nel film di Greta Gerwig Barbie e affiancherà Chris Evans nel film dei fratelli Russo The Gray Man. Nel 2024 è protagonista insieme ad Emily Blunt di The Fall Guy, diretto da David Leitch.

Vita privata
Gosling, che vive fra Toronto e Los Angeles, è stato compagno di due sue comprimarie: Sandra Bullock e Rachel McAdams, canadese come lui. Attualmente è legato sentimentalmente a Eva Mendes, con la quale ha avuto due figlie.