Cuba Gooding Jr. déménage au début des années 70 en Californie, son père Cuba Gooding connaissant la gloire avec son groupe Main Ingredient. Dans les années 80, il multiplie les apparitions dans des séries télévisées comme Hill street blues et Mac Gyver. En 1984, il se fait remarquer pour sa performance de breakdancer lors de la cérémonie de clôture des Jeux Olympiques de Los Angeles.

Son passage au grand écran se fait en 1988 avec Un prince à New York, où il tient un petit rôle aux côtés d'Eddie Murphy. En 1991, Boyz'n the Hood de John Singleton marque un tournant dans sa carrière. Cuba Gooding Jr. continue toutefois à enchaîner les rôles secondaires dans de grosses productions comme Des hommes d'honneur de Rob Reiner et Alerte (1994) de Wolfgang Petersen.

En 1996, c'est la consécration avec Jerry Maguire de Cameron Crowe. Son rôle de footballeur professionnel aux côtés de Tom Cruise lui vaut un Oscar du Meilleur acteur dans un second rôle. Cuba Gooding Jr. aborde dès lors des genres très divers comme la comédie (Pour le pire et pour le meilleur), le thriller (Instinct), le drame (Les Chemins de la dignité) et le film de guerre (Pearl Harbor). Il donne ainsi la réplique à de grands acteurs parmi lesquels Robert De Niro, Jack Nicholson et Anthony Hopkins.

Très à l'aise dans le registre comique et familial, l'acteur noir-américain incarne un dentiste de Floride confronté à huit huskies de compétition dans Chiens des neiges (2002) et se retrouve embarqué dans une croisière gay pour les besoins de Boat trip (2003). Faisant preuve d'une grande humanité, il n'hésite pas à prendre les traits d'un footballeur handicapé mental aux côtés d'Ed Harris dans le drame Radio (2004).

En 2007, Cuba Gooding Jr. retrouve Eddie Murphy dans la comédie Norbit de Brian Robbins. avant de remplacer Murphy - la même année - dans le rôle principal de Charlie Hinton dans Ecole Paternelle 2 de Fred Savage, suite de Ecole Paternelle (2002) de Steve Carr. Toujours la même année, il se retrouve au casting de American Gangster, le drame policier de Ridley Scott, aux côtés de Russell Crowe et Denzel Washington.

Il enchaîne ensuite avec régularité les films d'action "Direct-to-DVD" où il tient la tête d'affiche - toujours une arme à la main - dont voici la liste : Hero Wanted (2007), The Way of War (2008), Linewatch (id.), The Devil's Tomb (2009), Hardwired (id.), Engrenage Fatal (id.), The Hit List (2011), Sacrifice (id.) et Shoot the Killer (2012).

L'acteur new-yorkais se voit offrir le rôle d'El Cameleon dans la suite de Machete (2010), Machete Kills (2013) dirigée par Robert Rodriguez avec Danny Trejo toujours dans son personnage de badass légendaire. C'est aussi en 2013 qu'il est à l'affiche du Majordome de Lee Daniels avec Forest Whitaker et Oprah Winfrey.