1974'te Porto Riko'nun başkenti San Juan'da doğdu. John Lee Bottom ve Arlyn Dunetz çiftinin çocuğudur. Genç yaşta ölen ünlü oyuncu River Phoenix'in (1970-1993) kardeşidir. Ayrıca kızkardeşleri Summer, Liberty ve Rain de bir süre oyunculuk yapmıştır. Children of God tarikatına mensup olan ailesiyle birlikte Güney Amerika'nın farklı bölgelerinde ilk çocukluk yılları geçti. 1978'de ailesiyle ABD'ye döndü ve ardından soyadlarını 'Phoenix' olarak değiştiridiler. Ünlü menajer Iris Burton tarafından diğer kardeşleriyle birlikte keşfedilen sanatçı, 1982'de Seven Brides for Seven Brothers adlı dizinin bir bölümüyle oyunculuğa başladı. Kids Don't Tell (1985), SpaceCamp (1986), Parenthood (1989) gibi filmlerle iyi bir çocuk oyuncu olarak kendini kanıtladı. Sonrasında oyunculuğa bir süre ara vererek babasıyla birlikte Güney Amerika ve Meksika'yı dolaştı. 1993'te ağabeyi River'ın öldüğü sırada yanında olan sanatçı, bu büyük kaybının ardından sinema dünyasından bir süre daha uzaklaştı.
1995 yapımı Gus Van Sant filmi To Die For ile oyunculuğa geri döndü ve Leaf adını kullanmayı bırakarak Joaquin adına geri döndü. Return to Paradise (1998) ve 8mm (1999) gibi filmlerde yardımcı rollerde göründü. 2000 yapımı Ridley Scott filmi Gladyatör'deki Commodus rolüyle büyük takdir kazandı. En İyi Yardımcı Oyuncu dalında Oscar'a aday oldu. Aynı yıl oynadığı ve Marquis de Sade'ın hayatından bir dönemi anlatan Quills'de rahip Abbé karakterini de başarıyla canlandırdı. Shyamalan'ın İşaretler ve Köy filmlerinde oynadıktan sonra, kariyerinin o zamana kadarki en beğenilen performansını, 2005 yapımı Sınırları Aşmak (Walk The Line) filmiyle çıkardı. Ünlü country müzisyeni Johnny Cash'i canlandıran Phoenix, En İyi Erkek Oyuncu (Komedi-Müzikal) dalında Altın Küre ödülünü, Oscar adaylığı elde etti. 2013 yapımı Aşk (Her) filminde bir yapay zekayla aşk yaşayan Theodore rolüyle bir kez daha takdir kazandı. 2015'te Woody Allen'ın Mantıksız Adam adlı yapımında başrolü Emma Stone ile paylaştı.
2017 yapımı You Were Never Really Here filmindeki performansıyla En İyi Erkek Oyuncu dalında Altın Palmiye'ye layık bulunan Phoenix, 2018'de Magdalalı Meryem filmindeki İsa ve Don't Worry, He Won't Get Far on Foot'taki John Callahan performanslarıyla yine takdir topladı. 2019'da gösterime giren Joker filminde ise, ikonik kötü karakter Joker'e hayat verdi.
Geçmiş yıllarda Liv Tyler, Topaz Page-Green gibi isimlerle birliktelikler yaşayan Phoenix, 2016'da Rooney Mara ile birliktelik yaşamaya başlamıştır.
