Cresciuto nel quartiere Queens, si iscrive giovanissimo alla scuola d' Arte drammatica incoraggiato dalla madre, Sylvia Plachy, giornalista e fotografa ungherese figlia di un nobile ungherese di religione cattolica e di un'ebrea ceca, e dal padre Elliot Brody, professore statunitense figlio di immigrati polacchi di origine ebraica.
È ancora molto giovane quando debutta, al fianco di Mary Tyler Moore, nella sit-com televisiva Annie McGuire.
Trasferitosi a Los Angeles, ottiene nel 1993 un piccolo ruolo in Piccolo grande Aaron, diretto da Steven Soderbergh.
Dopo gli interlocutori Angels (1994) e L'ultima volta che mi sono suicidato ( 1997 ) - prodotti da case cinematografiche indipendenti -, prende parte nel 1998 al film La sottile linea rossa di Terrence Malick, girato in Australia, ma in fase di montaggio molte delle sue scene vengono tagliate. Sempre nel 1998 recita in Restaurant, che gli porta una nomination agli Independent Spirit Award per il miglior attore protagonista.
In seguito, incoraggiato dallo stesso Malick, invia all' attore e regista Spike Lee la videoregistrazione del suo provino ; e Lee lo sceglie per la parte del sospetto serial killer nel film S. O.S. Summer of Sam - Panico a New York (1999).
Diretto da registi di fama come Barry Levinson in Liberty Heights (1999) e Ken Loach in Bread and Roses ( 2000 ), presentato al Festival di Cannes ), Brody è ormai pronto per la consacrazione definitiva nello star system hollywoodiano che (dopo L'intrigo della collana, del 2001) puntuale arriva nel 2002 con Il pianista, l'intensa e commovente interpretazione di Władysław Szpilman, il pianista che grazie alla sua arte riuscì a sopravvivere nel ghetto di Varsavia. Il film - per la regia di Roman Polański - registra un grande successo di critica e di pubblico e vale a Brody nel 2003 il Premio Oscar come miglior attore protagonista, il Premio César della critica, il Boston Society of Film Critics Award per il miglior attore, il National Society of Film Critics Award ed una nomination al Premio Golden Globe, agli Screen Actors Guild Awards, ai British Academy Film Awards, ai Chicago Film Critics Association Award, ai Vancouver Film Critics Circle Award for Best Actor ed agli Online Film Critics Society Awards. Con l'Oscar vinto per Il pianista, Brody è diventato il più giovane (non ancora trentenne) vincitore del premio come miglior attore, superando il record di Richard Dreyfuss che durava dal 1978.
