Jeremy Northam étudie l'Anglais à l'Université de Londres. Il apprend l'Art dramatique à la Old Vic Theatre School et apparaît pour la première fois sur scène en 1989, en remplacement de Daniel Day-Lewis, pour une représentation de Hamlet. Il joue ensuite à la prestigieuse Royal Shakespeare Company. Après plusieurs téléfilms, il tourne pour la première fois au cinéma en 1992 dans Les Hauts de Hurlevent, aux côtés de Ralph Fiennes et Juliette Binoche.

Repéré pour son rôle dans Carrington avec Emma Thompson, il part aux Etats-Unis en 1995 où il campe le traqueur de Sandra Bullock dans Traque sur Internet. Son élégance et ses bonnes manières séduisent et on le voit alors souvent en costume dans des productions à l'esprit british telles que Emma l'entremetteuse, L' Honneur des Winslow, Un mari idéal ou Gosford Park. Jeremy Northam apparaît également dans le film d'horreur Mimic (1997) et la comédie Happy Texas (1999) avant de s'afficher dans la fresque historique de Steven Spielberg sur l'abolition de l'esclavage dans Amistad.

A l'aise dans tous les registres, il tient en 2003 le rôle principal du thriller de science-fiction Cypher de Vincenzo Natali, le réalisateur de Cube. En 2004, Jeremy Northam est à l'affiche de deux productions aux genres bien distincts : Bobby Jones, stroke of genius, film sportif situé dans le monde du golf, et Crime contre l'Humanité, thriller de Norman Jewison dans lequel il a notamment pour partenaire Michael Caine.

Navigant entre petit et grand écran, il se glisse dans la peau de l'homme de convictions Sir Thomas More face à Henri VIII (Jonathan Rhys-Meyers) dans la série historique retraçant le destin de la dynastie des Tudor, avant d'incarner un homme d'Eglise tentant de raisonner Charles Darwin (Paul Bettany) dans Création de Jon Amiel (2010).