Elevé en Floride, Channing Tatum décroche son premier contrat à 20 ans en devenant l'un des danseurs principaux du clip vidéo de Ricky Martin She Bangs. L'année suivante, il entame une carrière de mannequin en posant pour un numéro de Vogue. Il participe ensuite à des campagnes publicitaires pour les marques Abercrombie & Fitch, Nautica, Gap, Dolce & Gabbana, Emporio Armani et Aéropostale avant de tourner un spot Pepsi à diffusion internationale. Remarqué pour son charisme naturel et ses qualités athlétiques, Channing Tatum débute une formation d'acteur sous la direction d'Harold Guskin, au Dena Levy Acting Studio.

C'est ainsi qu'en 2004, le jeune acteur fait sa première apparition à la télévision dans un épisode de la série Les Experts : Miami. Au cinéma, on l'aperçoit aux côtés de Samuel L. Jackson dans Coach Carter en 2005, puis dans trois teen movies : She's the Man (2006), inspiré de La Nuit des Rois de Shakespeare, Sexy Dance et sa suite Sexy Dance 2 (2008). Mais avec un physique taillé pour l'action, le jeune premier ne tarde pas à vouloir jouer des poings dans Fighting (2009) et des flingues dans Public Enemies de Michael Mann.

En couronnement de sa toute jeune carrière, il se retrouve la même année à la tête du commando G.I. Joe pour un blockbuster survitaminé réalisé par Stephen Sommers. Propulsé en tête d'affiche, il ne quitte désormais plus les rôles-titres, et joue ainsi les soldats amoureux, en relation épistolaire avec Amanda Seyfried pour les besoins du drame romantique Cher John (2010). L'année suivante, il change à nouveau de registre et enfile l'armure du centurion romain Marcus Aquila à la recherche de L'Aigle de la Neuvième Légion, dans une aventure historique orchestrée par Kevin Macdonald.

Steven Soderbergh repère alors ce sculptural acteur et en fait un de ses comédiens fétiches. Ainsi, Channing Tatum tourne à plusieurs reprises sous la houlette du cinéaste de Ocean's Eleven : le thriller d'action Piégée (2012) porté par l'athlétique Gina Carano, la comédie sur le monde du striptease Magic Mike (id.) et sa suite (2015), le thriller sur fond de psychopharmacologie Effets secondaires (2013) et le film de braquage Logan Lucky (2017).

Quand il ne tourne pas pour Soderbergh, Channing se distingue dans différents genres : la comédie (21 Jump Street), le drame romantique (Je te promets) ou le film d'action musclé (G.I. Joe : Conspiration). Sous la direction de Roland Emmerich, il interprète un agent secret chargé de protéger le président dans le film d'action White House Down (2013). Il fait également une apparition mémorable dans la comédie C'est la fin, aux côtés de James Franco et Seth Rogen et prête sa voix à Superman dans La Grande Aventure Lego et sa suite.

Au Festival de Cannes 2014, le comédien défend le biopic Foxcatcher, qui revient sur la relation toxique et mouvementée entre un milliardaire excentrique et deux frères champions de lutte. Salué par la critique, le film permet à Channing Tatum de s'illustrer dans un registre plus intimiste et dramatique. Il enchaîne avec les suites de ses succès précédents (22 Jump Street, Magic Mike XXL) tout en s'imposant chez des réalisateurs de renom. Si le space opera Jupiter : le destin de l'univers est un échec cuisant, il permet toutefois à l'acteur de tourner sous la direction des soeurs Wachowski. On le voit ensuite dans le western sanglant Les Huit Salopards de Quentin Tarantino et dans la comédie Ave, César! des frères Coen, consacré à l'Hollywood des années 1950.

Après Logan Lucky et Kingsman : Le Cercle d'or - où il campe un cowboy et agent du Statesman, l'homologue américain de Kingsman - sortis en 2017, l'acteur privilégie le doublage avec Yéti & Compagnie, la saga animée Lego et America : Le Film. Le public le retrouve le temps d'un cameo dans Free Guy, mais c'est en 2022 que Channing Tatum fait son grand retour au cinéma. Il forme un tandem comique avec Sandra Bullock dans Le Secret de la cité perdue, où il incarne un mannequin déterminé à prouver qu'il a l'étoffe d'un héros dans une jungle hostile. Non content d'être un acteur sollicité de toutes parts, il passe la même année à la réalisation avec Dog, un road-movie qui suit les mésaventures d'un vétéran de l'armée et d'un chien.