A pesar de haber nacido en Los Ángeles, se crio en Epsom, Surrey, donde comenzó a actuar en teatros y producciones televisivas. Su debut cinematográfico se produjo en 2007, con el drama dirigido, producido y co-protagonizado por Robert Redford Leones por corderos Un año después protagonizó Boy A y por su interpretación ganó un Premio BAFTA.

Saltó a la fama internacional cuando encarnó a Eduardo Saverin en la película The social network, que le valió una nominación al Globo de Oro y BAFTA. Ese año también tuvo un papel secundario en Nunca me abandones, por el cual fue candidato nuevamente al BAFTA y al Premio Saturn. Además, es conocido internacionalmente por interpretar a Peter Parker en las películas The Amazing Spider-Man, The Amazing Spider-Man 2: Rise of Electro y Spider-Man: No Way Home.

Participó en la producción de Broadway Muerte de un viajante, donde encarnó a Biff y compartió reparto con Philip Seymour Hoffman. Por su interpretación fue candidato al Premio Tony. Su incursión en la producción ocurrió en 2014 con la película de suspenso 99 Homes.

En 2010, actuó en Never Let Me Go y en The social network. Por su interpretación de Eduardo Saverin en esta última, Garfield recibió una nominación al Globo de Oro en la categoría de mejor actor de reparto. y en el año 2011, se anunció que Garfield sería el nuevo Spider-Man en la nueva película dirigida por Marc Webb y titulada The Amazing Spider-Man, Este sería el primer reinicio de la saga con la cancelación de Spider-Man 4, dejando de lado a la versión de Tobey Maguire, durante las grabaciones conoció a Emma Stone con la que iniciaría una relación amorosa que duraría hasta el 2015.

En 2012 debutó en Broadway con la obra de Arthur Miller Muerte de un viajante, junto a Philip Seymour Hoffman. Repitió su papel como Spider-Man en la secuela de 2014 titulada The Amazing Spider-Man 2: Rise of Electro igualmente dirigida por Marc Webb y compartiendo reparto con su pareja Emma Stone, esta película recaudó cerca de 700 millones de dólares en taquilla, una cifra similar a The Amazing Spider-Man, sin embargo tuvo una crítica mayormente negativa. En diciembre de 2015 fue revelado que el actor ya no repetiría su papel ya que no llegó a un acuerdo con Sony y Marvel para que aparezca en su Universo Cinematográfico. Garfield coprodujo y protagonizó la película independiente del 2014, 99 Homes, junto a Michael Shannon y Laura Dern. En noviembre de 2014, se confirmó también que Garfield se uniría al elenco de Hasta el Último Hombre, un drama bélico sobre el primer objetor de conciencia en la historia de Estados Unidos en recibir la medalla de honor con Mel Gibson como director. Garfield fue nominado al Oscar en la categoría de Mejor actor principal por su actuación en Hasta el Último Hombre, siendo este el mayor éxito de su carrera hasta el momento.

Actualmente nominado a un premio Oscar a mejor actor gracias a su actuación como John Larson en Tick Tick Boom.