Joshua Daniel Hartnett s-a nascut in San Francisco si a crescut in Minneapolis, Minnesota. A fost crescut in mare parte de tatal sau, Daniel Hartnett si de mama sa vitrega, Molly. A copilarit in Saint Paul si a absolvit liceul South Highschool din Minneapolis, Minnesota, in iunie 1996. A jucat fotbal in liceu, a lucrat la McDonalds si la Burger King si este vegetarian. Este un mare fan al muzicii jazz.
A intrat in atentia publicului prima data cu rolul "Michael 'Fitz' Fitzgerald" in serialul de televiziune "Cracker". Si-a facut debutul in filmul artistic in 1998, jucand alaturi de Jamie Lee Curtis in "Halloween H20: 20 Years Later" pentru Miramax. In acelasi an, a avut o nominalizare la Premiile MTV Movie pentru Cea mai buna interpretare. Tot in 1998, Josh a jucat in filmul "Scoala sub teroare/The Faculty", regia Robert Rodriguez, din nou pentru Miramax. In 1999 a jucat in filmul productie Paramount Classics "The Virgin Suicides", o comedie neagra de succes. In film apare alaturi de Kirsten Dunst, acesta fiind debutul regizoral al Sofiei Coppola. In 2001 Hartnett a avut o activitate de succes, jucand in trei filme.
El a interpretat un rol in productia Lions Gate Film O, o versiune moderna a piesei Othello. A interpretat personajul rau si periculos Hugo, interpretare care i-a adus multa apreciere. Apoi, a avut un rol principal in blockbuster-ul lui Jerry Bruckheimer, "Pearl Harbor", care a adus incasari de peste 1 miliard de dolari pentru Disney. S-a indreptat spre Maroc, unde a jucat in productia Sony "Elicopter la pamant/Black Hawk Down", pentru regizorul Ridley Scott, din nou o productie Jerry Bruckheimer.
Filmul, bazat pe romanul omonim al lui Mark Bowden din 1999 , istoriseste povestea unei misiuni americane in Somalia, care a avut un destin trist, in data de 3 octombrie 1993. In 2002 National Theater Owners i-a acordat premiul ShoWest 2002 , Starul Masculin al zilei de maine. Recent, Josh a putut fi urmarit in filmul productie MGM "Carari Intortocheate/Wicker Park", alaturi de Diane Krueger (Troia/Troy) si Rose Byrne (Troia/Troy), regia Paul McGuigan, si in productia Miramax "Sin City", regia Robert Rodriguez. A aparut si in "The Black Dahlia", productie Universal, regia Brian De Palma si Mozart and the Whale, scenariul Ron Bass (o poveste de dragoste intre oameni care prezinta sindromul Asperger, o forma de autism, ale caror disfunctii emotionale ameninta sa saboteze povestea lor de dragoste ce tocmai se infiripa). In 2007 apare in "Ressurecting The Champ", alaturi de Samuel. L Jackson si "30 Days of Night".
A fost nominalizat la premiile Teen Choice pentru rolurile din "Black Hawk Down", "40 Days and 40 Nights", "Pearl Harbor" si "Here on Earth". A fost nominalizat la MTV Movie Awards, la categoria Cea mai Buna Interpretare Masculina pentr rolurile din "Pearl Harbor" si "Halloween H20:20 Years Later". A castigat cu "Lucky Number Slevin" premiul Razzie Awards, la categoria Cel mai Bun Actor.
În plan personal, el este căsătorit cu actrița de origine engleză, Tamsin Egerton, din 2021 și în prezent. Au trei copii: o fiică (născută în 2015), un al doilea copil (născut în 2017) și un al treilea copil (născut în 2019). În martie 2022, Hartnett a dezvăluit că el și Egerton s-au căsătorit în noiembrie 2021. Ei locuiesc în Surrey, Anglia.
