Kinnaman s-a nascut în Stockholm, Suedia. Mama lui, Bitte este suedeza, si tatal sau, Steve Kinnaman (initial David Kinnaman) este american si a plecat în SUA în timpul razboiului din Vietnam. El are cetatenie suedeza si americana. Kinnaman are cinci surori, dintre care una este Melinda Kinnaman, actrita suedeza.
Istoria lui Kinnaman in cariera de actor a inceput in 2002. El a facut un progres istoric în 2009 cu filmul ''Am skuggan värmen AV'', iar succesul sau a continuat cu un rol în sase filme de Johan Falk.
A jucat in filmul ''Easy Money'' care a avut premiera in ianuarie 2010, cu care a intrat in atentia celor din Suedia si restul lumii. Cautand sa isi extinda cariera de actor acesta angajeaza un agent care l-a reprezenat si pe Johnny Depp. In primavara lui 2010 isi face debutul in istoria internationala a filmului în thriller-ul Darkest Hour, care s-a filmat la Moscova, în iunie 2010 si a fost lansat în decembrie 2011. Începând din aprilie 2011, Kinnaman a jucat rolul detectivului Stephen Holder în seria de televiziune AMC The Killing.
El este cel mai bine cunoscut pentru rolul principal în filmul apreciat de critica ''Easy Money'', precum si pentru rolul lui Frank Wagner în seria de film Johan Falk, un rol care i-a adus o nominalizare la Premiul Guldbagge în categoria "Cel mai bun actor in rol secundar".
Kinnaman a fost unul dintre concurentii pentru rolurile principale din Thor si Mad Max 4.
Actorul spune ca inca e tanar si cauta ceva interesant, chiar cu riscul de a esua.
Joel Kinnaman, pe numele real Charles Joel Nordström, s-a născut la 25.11.1979, în Stockholm, Suedia. Părinții lui se numesc Bitte Kinnaman și Steve Kinnaman. Joel deține atât cetățenia suedeză, cât și cea americană. Tatăl său este născut în America, iar mama lui este născută în Suedia. Are două surori, Sandra Kinnaman și Leyla Belle Drake, o soră vitregă, Melinda Kinnaman. Pentru interpretarea rolul principal din filmul suedez Easy Money, a primit un premiu Guldbagge la categoria „Cel mai bun actor”, și pentru rolul Frank Wagner din seria de filme Johan Falk. De asemenea, a jucat în filmul The Killing rolul detectivului Stephen Holder, rolul Alex Murphy în RoboCop (2014), Rick Flag în Suicide Squad și Edward Baldwin în For All Mankind. În timpul unei apariții la The Late Show with Stephen Colbert (2015), Kinnaman a dezvăluit că a mers la același liceu cu Alexander Skarsgard și Noomi Rapace la Stockholm. El este prieten cu colegul lui, actorul suedez Gustaf Skarsgård de mult timp. Kinnaman are o afecțiune numită „Pectus excavatum”, o deformare congenitală a peretelui toracic anterior în care sternul și cutia toracică cresc anormal, producând un aspect înfundat al pieptului. Pentru această afecțiune, Joel a suferit o intervenție chirurgicală corectivă care a implicat inserarea a 2 bare metalice curbate în spatele coastelor sale care se extindeau pe toată lățimea pieptului. Când sunt rotite, curbura barelor se deplasează spre exterior pe partea din spate a sternului său forțând un spațiu mai mare între inimă și piept, umplând cavitatea toracică înfundată caracteristică asociată cu afecțiunea. Odată ce a fost determinat conturul toracelui dorit, barele au fost atașate de coaste. Pentru rolul său din Altered Carbon (2018), Joel a fost echipat cu aceste bretele metalice. În plan personal, el a fost căsătorit cu modelul /tatuatorul Cleo Wattenström, din 2015 până în 2018. Au divorțat. Nu au avut copii.