Már kisgyermekként színészi pályára lépett. Gyermekkorát Oregonban, Mexikóban, Közép-Amerikában és Floridában töltötte. Tízévesen kapta első filmszerepét a SpaceCamp című produkcióban. A következő évben a Russkies főszerepét játszotta nővére, Summer partnereként. Néhány éves szünet után, 1995-ben tűnt fel újra a vásznon a Majd` megdöglik érte című Columbia Pictures-produkcióban, melynek főszerepét Nicole Kidman játszotta. Az elmúlt időszakban Phoenix több alakítását dicsérte a kritika, egyebek közt a számára Oscar-jelölést érő Gladiátor-beli fellépését csodálták sokan: a filmben Commodus császár figuráját formálta meg. Játékáért elismerést és díjakat nyert a National Board of Review-tól, a Broadcast Film Criticstől és a Blockbuster Entertainment Awardstól, valamint kiérdemelte a Screen Actors Guild Awards, a Golden Globe, a Golden Satellite Awards és az On-Line Film Critics Awards jelölését. A James Gray rendezte A bűn állomásai és a Philip Kaufman által jegyzett Sade márki játékai című filmekben nyújtott alakításaival szintén szakmai elismerést vívott ki.