Adepte dès son plus jeune âge des concours de jeunes talents, Ryan Gosling est choisi dans les années 1990 pour faire partie de l'équipe du Mickey Mouse Club, avant de se faire connaître du grand public en incarnant à la télévision Hercule jeune dans la série Hercule contre Arès en 1998. C'est en 2000 qu'il décroche son premier rôle important, celui d'un joueur de football entraîné par Denzel Washington dans Le Plus beau des combats. L'année suivante, son interprétation de skinhead violent et antisémite dans Danny Balint (2001), qui remporte le Grand Prix du Jury au Festival de Sundance, est saluée par la critique.

Grâce à la productrice Susan Hoffman, fidèle collaboratrice de Barbet Schroeder, il se voit attribuer le rôle d'un étudiant particulièrement retors dans le thriller Calculs meurtriers (2002), aux côtés de Sandra Bullock et de Michael Pitt, un autre jeune acteur talentueux. Partenaire de Rachel McAdams dans le drame sentimental N'oublie jamais (2004) et de Anthony Hopkins dans le thriller judiciaire La Faille (2007), Ryan Gosling reste souvent associé à des personnages à l'esprit torturé : adolescent ayant commis l'irréparable dans The United States of Leland (2003) ou suicidaire entraîné dans un voyage cauchemardesque par son psychiatre Ewan McGregor dans Stay (2006), le comédien décroche en 2007 sa première nomination à l'Oscar du meilleur acteur grâce à sa performance d'enseignant toxicomane dans Half Nelson.

En 2008, Ryan Gosling est membre du jury des "Oscars du cinéma", une fonction témoignant de son immense talent. Deux ans plus tard, le comédien est présent au Festival de Cannes pour Blue Valentine avec Michelle Williams, un drame évoquant l’effritement progressif des sentiments liant un jeune couple. L'année suivante, il est à l'affiche de l'envoûtant thriller Drive de Nicolas Winding Refn, qui obtient, également à Cannes, le Prix de la mise en scène. 2011 est définitivement l'année de la consécration pour le comédien, puisqu'il est en tête d'affiche de deux autres films de qualité : la comédie romantique Crazy, Stupid, Love et le politique Les Marches du Pouvoir, quatrième long métrage réalisé par George Clooney.

Deux ans plus tard, Ryan Gosling est à nouveau au centre de toutes les attentions : il aide le policier coriace Josh Brolin à lutter contre la criminalité dans Gangster Squad, campe un braqueur à moto dans The Place Beyond the Pines et retrouve l'univers violent de Nicolas Winding Refn dans Only God Forgives. Un an après, l'acteur présente à Cannes son premier film en tant que metteur en scène : Lost River.

Durant la deuxième moitié des années 2010, Ryan Gosling tourne peu, mais sous la houlette de prestigieux metteurs en scène, comme Shane Black (The Nice Guys), Damien Chazelle (La La Land, First Man - le premier homme sur la lune), Terrence Malick (Song To Song) et Denis Villeneuve (Blade Runner 2049). Malgré le succès, le comédien se retire des plateaux pendant quatre ans pour se consacrer à sa vie de famille avec sa compagne Eva Mendes, rencontrée sur le tournage de The Place Beyond the Pines. 

Il revient en 2022 dans le blockbuster Netflix The Gray Man des frères Russo, où il est un agent de la CIA traqué par Chris Evans. Mais c'est l'année suivante qui marque véritablement son retour avec le phénomène Barbie. Dans la peau de Ken, Ryan Gosling vole presque la vedette à sa comparse Margot Robbie et démontre l'étendue de son registre comique au sein de cette méta-comédie consacrée à la poupée Mattel.