Tobey Maguire désirait être cuisinier, tout comme son père. C'est sa mère qui le détourne des fourneaux en lui payant des cours de comédie. Peu après, il participe à de nombreux castings avec le jeune Leonardo DiCaprio. Tous deux deviennent d'excellents amis. En même temps, Maguire tourne dans de nombreux spots de pub pour des fast-food notamment, et fait quelques apparitions dans des séries télé. Il rejoint DiCaprio pour un petit rôle dans Blessures secrètes en 1993, et côtoie déjà Reese Witherspoon dans S. F. W., l'année suivante.

Ice storm de Ang Lee lui permet d'émerger. Il y tient le rôle d'un jeune adolescent dépassé par son époque. Après un passage dans la comédie de Woody Allen, Harry dans tous ses états, il retrouve Reese Witherspoon dans Pleasantville (Gary Ross, 1998), où il voyage entre fiction des fifties et réalité. Un film aux idées novatrices qui permet définitivement à l'acteur de se faire un nom.

Ang Lee fait de nouveau appel à lui, en 1999, pour un western hors normes : Chevauchée avec le diable. En 2000, il joue auprès de Michael Douglas dans Wonder Boys. Deux ans plus tard, il décroche le très convoité rôle-titre de Spider-man de Sam Raimi. Il retrouve en 2003 le réalisateur Gary Ross pour Pur Sang, la légende de Seabiscuit, avant d'enchaîner sur la suite des aventures de l'homme-araignée, Spider-Man 2. Entre le deuxième et le troisième volet de la franchise Marvel, il en profite pour tourner sous la direction de Steven Soderbergh dans The Good German (2006) où il abandonne son image de jeune garçon sage et timide en interprétant un officier allemand violent.

Tobey Maguire continue de surprendre en choisissant des rôles aux antipodes de l'homme-araignée qui l'a rendu célèbre : il campe ainsi un soldat traumatisé et particulièrement inquiétant pris au cœur d'un triangle amoureux avec son frère Jake Gyllenhaal et sa femme Natalie Portman dans Brothers (2010). Puis, il se glisse en 2013 dans la peau de l'écrivain Nick Carraway pour les besoins de Gatsby le Magnifique de Baz Luhrmann, grâce auquel il retrouve son grand ami Leonardo DiCaprio.

Tournant peu, Tobey Maguire incarne début 2015 le rôle-titre du Prodige d'Edward Zwick, un biopic consacré au joueur d'échecs Bobby Fischer. Cinq ans plus tard, il reprend son personnage de Spider-Man dans Spider-Man: No Way Home aux côtés de Tom Holland et Andrew Garfield, faisant la part belle au Multivers. En 2022, le comédien de 47 ans rejoint le casting quatre étoiles de Babylon, un drame évoquant l'apparition du cinéma parlant réalisé par Damien Chazelle (Whiplash), avec Brad Pitt et Margot Robbie.