Joseph Gordon-Levitt bắt đầu nghiệp diễn từ rất sớm, và nổi tiếng với nhiều loại vai diễn tại Hollywood. Năm 6 tuổi, Josep đã bắt đầu đóng phim. Năm 15 tuổi, anh trở nên nổi tiếng sau khi vào vai Tommy Solomon trong bộ phim 3rd Rock From The Sun (1996-2001), anh đoạt được hai giải thưởng dành cho những ngôi sao trẻ triển vọng, do các phóng viên điện ảnh của Hollywood bình chọn.

Trước khi đến với thể loại phim truyền hình, Joseph đã xuất hiện trên màn ảnh rộng, có thể kể đến một số bộ phim nhưAngels In The Outfield, The Juror, Halloween: H2O, 10 Things I Hate About You, anh từng nhận giải thưởng Diễn viên xuất sắc dưới 10 tuổi của Hội nghệ sĩ trẻ sau khi tham gia phim A River Runs Through It (1992). Năm 1999, tạp chí Teen People bầu chọn anh vào danh sách Những ngôi sao dưới 21 tuổi được mến mộ nhất.

Năm 2000, Joseph theo học Đại học Columbia và tạm gác lại sự nghiệp điện ảnh. Nhưng chỉ hai năm sau, anh quyết định bỏ học và quay trở lại với điện ảnh. Hai bộ phim đáng chú ý mà anh tham gia ngay khi trở lại là Brick và Mysterious Skin. Được đem đi công chiếu tại các liên hoan phim Venice, Toronto và London.

Joseph cho rằng, danh tiếng đi kèm với nhiều điều không hay. Theo anh, sự nổi tiếng có thể khiến cho người ta trở nên tham lam, ích kỷ. Chính nó gây nên nhiều điều tệ hại trên khắp thế giới.