Justin Timberlake n'a que 12 ans quand il fait ses débuts sur le petit écran dans l'émission Mickey Mouse Club de Disney Channel. Le jeune homme présente l'émission durant deux années aux cotés de Christina Aguilera et de sa future petite amie Britney Spears. En 1995, il se lance dans la musique avec son groupe Nsync. Leur premier album éponyme, sort en 1998 et est un véritable succès, notamment grâce au single I Want You Back.

Dès lors c'est l'ascension continue pour les Nsync, jusqu'en 2002 où le groupe s'accorde une pause. Justin Timberlake en profite pour se lancer dans une carrière solo. Il sort alors son premier album, Justified en novembre 2002. Le succès est au rendez-vous, notamment avec les tubes Cry Me A River et Rock Your Body.

Parallèlement, celui qu'on surnomme "l'héritier de Prince", démarre en 2000 une carrière d'acteur. Il fait ses premiers pas sur grand écran dans Longshot de Lionel C. Martin, et compose en 2002, certaines chansons du film Crossroads dans lequel Britney Spears tient la vedette. Souvent à la une des magazines pour son physique avantageux et ses déboires amoureux, le jeune roi de la pop poursuit son ascension musicale et met sa jeune carrière d'acteur sur pause durant quatre ans.

Après cette parenthèse musicale, Justin Timberlake se joint au prestigieux casting du film de David Burke, Edison où il tient le rôle d'un jeune journaliste et donne notamment la réplique à Kevin Spacey et Morgan Freeman. L'année suivante, il tourne dans Alpha Dog de Nick Cassavetes, l'histoire vraie du plus jeune criminel recherché par le FBI et poursuit avec Black Snake Moan (2007) de Craig Brewer, où il joue aux côtés de Samuel L. Jackson et Christina Ricci.

Côté comédie, il prête sa voix en 2007 au roi Arthur dans le film d'animation de Chris Miller, Shrek le troisième et se retrouve l'année suivante parmi le casting délirant du Love Gourou avec Mike Myers et Jessica Alba. En 2010, l'ambiance s'assombrit avec le mystérieux Social Network de David Fincher, dans lequel il tient le rôle de Sean Parker, cofondateur du site Napster et l'un des présidents du groupe Facebook.

Justin donne ensuite la réplique à Amanda Seyfried dans le film de SF Time Out avant d'enchaîner les comédies potaches comme Sexe entre amis ou Bad Teacher en 2011. Il tourne l'année suivante aux côtés de Clint Eastwood dans Une nouvelle chance, un drame sur fond de baseball. En 2013, l'acteur fait face à Ben Affleck dans Players puis tourne sous la direction des frères Coen dans Inside Llewyn Davis. Trois ans plus tard, l'artiste donne de la voix dans le film d'animation Les Trolls et rejoint le casting du nouveau Woody Allen, Wonder Wheel.